PREREQUISITI E PROPEDEUTICITÀ

Conoscenze approfondite di Chimica generale, Chimica Organica, Fisica.

Superamento esame degli insegnamenti di Chimica e Fisica generali e di Chimica Organica.

CONOSCENZE E ABILITÀ DA ACQUISIRE

Lo/la studente/essa dovrà:

-       conoscere le proprietà strutturali, chimico-fisiche e biologiche di aminoacidi, peptidi e proteine;

-       conoscere i livelli di organizzazione strutturale delle proteine;

-       saper spiegare la relazione struttura/funzione delle proteine;

-       conoscere le proprietà funzionali delle proteine con particolare riguardo all’interazione proteina-ligando;

-       conoscere la composizione e le proprietà strutturali, chimico-fisiche e funzionali delle membrane biologiche;

-       conoscere le proprietà delle proteine di membrana e gli approcci sperimentali per lo studio di queste;

-       conoscere i principi teorici di procedure e tecniche in uso per la purificazione di proteine;

-       sapere i concetti di base richiesti per disegnare una buona strategia di purificazione di una data proteina e comprendere l’importanza di conoscere le proprietà chimico-fisiche della proteina di interesse;

-       saper effettuare la determinazione quantitativa della concentrazione di proteine pure in soluzione, o di miscele complesse di proteine, inclusa la standardizzazione del saggio (costruzione del grafico di taratura utilizzando albumina come proteina standard e verifica dell’intervallo di linearità), e valutare l’errore analitico e la precisione del saggio;

-       saper confrontare i diversi saggi della concentrazione di proteine in termini di intervallo di applicazione, sensibilità e accuratezza;

-       applicare le conoscenze acquisite per effettuare una cromatografia su colonna, in particolare “gel filtrazione” e “scambio ionico”

-       applicare le conoscenze acquisite per effettuare una elettroforesi di proteine su gel di poliacrilammide in condizioni denaturanti (SDS-PAGE), sia per la determinazione della massa molecolare e della struttura quaternaria, sia come criterio di omogeneità e di purezza nel corso di un processo di purificazione.

PROGRAMMA/CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO

L’obiettivo dell’insegnamento è di far acquisire allo studente le nozioni fondamentali della BIOCHIMICA GENERALE STRUTTURALE.

Parti fondamentali dell’insegnamento sono struttura e funzione delle proteine; correlazione struttura-funzione e interazioni proteina-ligando; proteine, lipidi e carboidrati di membrana; membrane biologiche e trasporto di soluti. La conoscenza di tali argomenti è necessaria per la comprensione delle innumerevoli applicazioni biotecnologiche delle proteine, nonché dei meccanismi molecolari alla base dei processi vitali della cellula.

Il Corso è teorico–pratico ed ha anche lo scopo di far acquisire allo studente le abilità di base indispensabili per affrontare un esperimento di Biochimica e alcune nozioni e competenze fondamentali delle METODOLOGIE BIOCHIMICHE.

In particolare sono oggetto dell’insegnamento le strategie per l’isolamento e la purificazione di proteine, e le tecniche analitiche per il monitoraggio della purificazione. Vengono fornite le basi teoriche di metodologie e tecniche di uso corrente, che sono anche oggetto di esercitazioni di laboratorio, nonché informazioni relative a possibili sviluppi e applicazioni avanzate di queste.

Il corso è finalizzato pertanto all’acquisizione sia di conoscenze teoriche sia di competenze pratiche, dando modo allo studente di applicare in laboratorio alcune nozioni acquisite durante le lezioni.

Ogni esperienza di laboratorio è preceduta da un’introduzione che illustra sia il problema sperimentale da affrontare e l'obiettivo da perseguire, sia gli strumenti e i reagenti da usare. Ogni esperienza inoltre è seguita dalla discussione dei dati ottenuti.

ATTIVITÀ DI APPRENDIMENTO E METODI DIDATTICI PREVISTI

L’insegnamento prevede:

 ‘lezioni teoriche’, esercitazioni e laboratori (obbligatori per l’80%)

Gli studenti sono tenuti a redigere i reports (rapporti tecnici) delle esperienze di laboratorio effettuate, rispondendo ai quesiti formulati dal docente, ed a presentarli entro la sessione d’esame relativa la primo periodo didattico. 

MODALITÀ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO

L’esame consiste in una prova scritta, finalizzata a verificare le conoscenze teoriche e le competenze pratiche-sperimentali acquisite. La prova consiste in domande a risposta aperta breve e/o a scelta multipla, nonché nella soluzione di esercizi e problemi in relazione alla parte sperimentale affrontata durante i laboratori.

Contribuiscono alla valutazione complessiva anche i reports (rapporti tecnici) delle esperienze di laboratorio effettuate, che gli studenti sono tenuti a redigere, rispondendo ad eventuali quesiti formulati dal docente, ed a presentare entro la sessione d’esame relativa la primo periodo didattico.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Costituiscono fonti di studio per l’esame i testi:

I principi di Biochimica di Lehninger. D.L. Nelson & M.M. Cox (ed. Zanichelli)

Biochimica. J.N. Berg, J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer (ed. Zanichelli).
Metodologie di Base per la Biochimica e la Biotecnologia, Ninfa-Ballou (ed. Zanichelli)

METODOLOGIE BIOCHIMICHE Principi e tecniche per l’espressione, la purificazione e la caratterizzazione delle proteine, M. C. Bonaccorsi di Patti, R. Contestabile, M. L. Di Salvo (ed. Zanichelli CEA)

I testi indicati sono consigliati come possibili alternative sia per la Biochimica strutturale che per le Metodologie biochimiche, sono tuttavia disponibili in commercio numerosi altri testi aggiornati e validi.

Per la parte di Laboratorio vengono anche forniti agli studenti i protocolli degli esperimenti, alcuni manuali per l’uso di strumenti e dispense di approfondimento relative alle tecniche applicate in laboratorio. Tali materiali costituiscono fonti di studio per l’esame e base per la predisposizione dei reports relativi ai laboratori.

STRUMENTI A SUPPORTO DELLA DIDATTICA

Presentazioni in power point

TESI DI LAUREA

TEMATICHE studiate nel Laboratorio di “Bioenergetica e proteomica mitocondriale” diretto dalla prof.ssa Mavelli

- Identificazione di marcatori proteici della regolazione di biogenesi e rimodellamento dei mitocondri nell'uomo, in modelli associati a i) plasticità muscolare (de-allenamento, atrofia muscolare), ii) plasticità metabolica tumorale (gliomi umani)

- Analisi proteomica, funzionale e immunofluorimetrica dell'enzima mitocondriale FoF1ATPsintasi e della sua isoforma della membrana plasmatica in linee di glioma umano.

POSTI DISPONIBILI per tirocinio finalizzato alla preparazione della prova finale: 2

Note

La frequenza dei laboratori è obbligatoria per l’80% e la presentazione dei relativi reports è un requisito indispensabile per sostenere l’esame.