Docente

prof. Giovanna Lippe (giovanna.lippe@uniud.it)

Dipartimento di

Scienze degli Alimenti

tel:0432 558139

fax:0432 558130

Crediti

4 CFU

Finalità del corso in termini di A)competenze da acquisire e B) capacità di utilizzo delle competenze acquisite da parte dello studente

Il modulo 1 di " Enzimologia e Biochimica dinamica " si propone di far conoscere agli studenti a) i principi di cinetica enzimatica e le principali tecniche di studio in enzimologia, al fine di formare capacità adeguate per caratterizzare proprietà strutturali/funzionali di enzimi e utilizzarli in attività di laboratorio; b) i processi molecolari che stanno alla base delle attività metaboliche cellulari.

Programma

Fondamenti di enzimologia. Cinetica enzimatica: modello di Michaelis-Menten e cinetica dello stato prestazionario. Meccanismi di azione degli enzimi. Inibitori reversibili e irreversibili. Reazioni a più substrati. Regolazione covalente e allosterica. Classificazione e nomenclatura degli enzimi.

Metodi di studio dell’attività enzimatica. Misure di tipo continuo o discontinuo. Tecniche spettrofotometriche, fluorimetriche, radioisotopiche, elettrochimiche per il dosaggio di substrato/prodotto. Metodi grafici e matematici di analisi dei dati. Definizione di Unità di attività enzimatica (UI), numero di turnover e attività specifica.

Enzimi come strumento di analisi: reazioni accoppiate, dosaggi automatizzati, dosaggi immunochimici. Esempi di utilizzo industriale degli enzimi. Enzimi immobilizzati.

Cicli metabolici. Sistemi sequenziali di enzimi. Vie cataboliche e vie anaboliche. Bilanci energetici: ATP e conservazione dell'energia. Vitamine idrosolubili implicate nel metabolismo energetico: B₁, B₂, PP, B₆, acido pantotenico e biotina. Regolazione delle vie metaboliche. Metodi di studio del metabolismo.

Produzione mitocondriale di ATP. Compartimentazione delle membrane mitocondriali. Ciclo di Krebs: reazioni e regolazione. Fosforilazione ossidativa: trasporto degli elettroni attraverso i complessi della catena respiratoria  e sintesi di ATP ad opera di ATPsintasi. Regolazione della produzione di ATP.

Metabolismo dei carboidrati. Digestione dei carboidrati alimentari. Metabolismo del glicogeno. Glicolisi e gluconeogenesi: reazioni e regolazione. Ciclo dei pentosofosfati: significato metabolico.

Metabolismo dei lipidi. Digestione dei trigliceridi alimentari. Composizione e funzione delle lipoproteine plasmatiche. -ossidazione degli acidi grassi: reazioni e regolazione. Sintesi e utilizzazione dei corpi chetonici. Sintesi dei trigliceridi e degli acidi grassi: reazioni e regolazione. Cenni riguardanti le sintesi dei fosfolipidi e del colesterolo.

Metabolismo dell'azoto. Digestione delle proteine ed assorbimento degli aminoacidi. Aminoacidi essenziali e non essenziali. Reazioni generali degli aminoacidi: transaminazione e deaminazione. Ciclo dell'urea: significato metabolico. Catabolismo degli aminoacidi: aminoacidi glucogenetici e chetogenetici. Cenni riguardanti il metabolismo delle basi puriniche e pirimidiniche (ruolo del tetraidrofolato e della vitamina B₁₂) e del gruppo eme.

Bibliografia

I principi di biochimica di Lehninger di Nelson DL, Cox MM, terza ed., Zanichelli

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili:

Enzimologia: dai fondamenti alle applicazioni. S Pagani, M. Duranti. Piccin ed. Padova.

Precedenze consigliate

Biochimica 1

Modalità d'esame

Esame scritto.

Orario di ricevimento

Da stabilire previa richiesta e-mail

Contents

Introduction to Enzymology. Steady-state and pre-equilibria kinetics. The Michaelis-Menten equation. Mechanisms in enzymatic catalysis. Enzyme inhibition . Multi-substrate and allosteric enzymes. Enzyme classification.

Enzyme assays. Discontinuous and continuous  assays. Spectrophotometric, fluorimetric, luminometric, radioisotopic and electrochemical methods to measure the enzyme activity. Turnover number and catalytic efficiency.

Use of enzymes. Coupled reactions and immunochemical analyses. Examples of industrial applications of enzymes. Methods of enzyme immobilization.

Metabolic cycles. Catabolic and anabolic pathways and their regulation. ATP as energy currency of the cell. Vitamins involved in energy metabolism.

Mitochondria and energy production. Structure of mitochondria. The Krebs cycle and the oxidative phosphorylation.

Carbohydrate metabolism. Digestion of dietary carbohydrates, glycogen metabolism, glycolysis and gluconeogenesis.

Lipid metabolism. Digestion and transport of dietary lipids. -oxidation and ketone bodies synthesis. Lipogenesis.

Nitrogen metabolism. Digestion and absorption of dietary proteins. Essential amino acids. Transamination and deamination of amino acids. Urea cycle. Notes on amino acid catabolism and purine and pyrimidine metabolism.