Italiano

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze teoriche e pratiche essenziali in biochimica e gli strumenti necessari per gli studi successivi del corso di laurea.

-Chimica e Biochimica. Bertoldi M., Colombo D, Magni F., Marin O., Palestini P. Ed. Edises
-Le Basi della Biochimica. Denise R. Ferrier. Ed. Zanichelli
-Introduzione alla Biochimica di Leningher. DL Nelson, MM Cox. Ed. Edises

Il corso di Biochimica si propone di fornire le basi chimiche e biologiche necessarie alla comprensione della relazione tra struttura e funzione delle principali classi di biomolecole; delle principali vie metaboliche; delle relazioni metaboliche tra i vari tessuti e organi; dei meccanismi di produzione dell'energia metabolica; della coordinazione metabolica in condizioni normali e patologiche.

Lo studente che accede al corso di Biochimica deve aver seguito i Corsi del primo anno e aver acquisito le nozioni propedeutiche di Biologia e Biologia Molecolare, Fisica, Chimica e Propedeutica Biochimica.

Il Corso sarà svolto con lezioni frontali mediante presentazione di diapositive in Power point. I docenti saranno a disposizione durante tutta la durata del corso per fornire spiegazioni sugli argomenti trattati durante le lezioni e supportare gli studenti durante il loro percorso formativo.

La verifica dell’apprendimento, mediante colloquio orale volto ad accertare le conoscenze degli argomenti affrontati durante il corso di Biochimica, sarà preceduta da prove scritte intercorso, basate su esercizi. La prova intercorso costituisce solo una verifica dell'apprendimento in aula. Durante il colloquio orale, lo studente deve dimostrare un’adeguata conoscenza della struttura delle principali classi di biomolecole; delle principali vie metaboliche e della loro regolazione, con particolare attenzione ai meccanismi delle più comuni patologie e di essere in grado di analizzare e collegare i differenti argomenti. Il voto finale sarà valutato in trentesimi, dove 18 rappresenta il minimo e 30 il massimo.

Sarà condiviso in forma elettronica il materiale utilizzato per le lezioni frontali e le esercitazioni.

Organizzazione della materia vivente. I costituenti chimici della materia vivente, la chimica del carbonio, le biomolecole. Sistemi tampone contro le variazioni di pH nei sistemi biologici. Struttura e Funzione delle Biomolecole. Carboidrati: struttura e ruolo biologico; glicogeno, amido, glicoproteine. Lipidi: acidi grassi, fosfolipidi, steroli, lipoproteine. Membrane biologiche. Acidi nucleici: DNA, RNA, replicazione, trascrizione e traduzione. Amminoacidi, peptidi e proteine. Classificazione, struttura e proprietà chimico-fisiche, stereoisomeria. Proteine. Generalità e funzioni. Il legame peptidico, la sequenza primaria, struttura secondaria, terziaria e quaternaria. Struttura tridimensionale delle proteine. Proteine fibrose; proteine globulari. Proteine di membrana. Proteine Intrinsecamente disordinate. Legame reversibile di una proteina con un ligando: le proteine che legano l’ossigeno. Mioglobina, emoglobina: struttura, funzione. Il collageno. Interazioni tra proteine modulate dall’energia chimica: actina, miosina e motori molecolari. Enzimi. Ruolo e meccanismo d'azione degli enzimi. Gli enzimi come biocatalizzatori, similitudini e differenze con i catalizzatori inorganici. Formazione del complesso enzima-substrato; definizione di sito attivo; cofattori; nomenclatura degli enzimi. Gli isoenzimi. Cinetica enzimatica: definizione di velocità e di velocità iniziale (vo), velocità in funzione della concentrazione dell'enzima e del substrato. Definizione di Km e Vmax. Regolazione enzimatica. Regolazione covalente e regolazione allosterica. Enzimi di interesse diagnostico. Concetti di bioenergetica: trasformazioni chimiche nella cellula. Metabolismo Energetico. ATP e composti ad alta energia. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Stress ossidativo e sistemi antiossidanti. I mitocondri nella termogenesi, nella sintesi degli steroidi e nell’apoptosi cellulare.
Metabolismo Intermedio. Carboidrati e glicobiologia. Digestione e assorbimento dei carboidrati della dieta. Glicolisi: tappe e regolazione. Ciclo di Krebs: concetti generali, regolazione. Bilancio energetico del catabolismo dei carboidrati. Cenni sul ciclo dei pentosi fosfato. Metabolismo del glicogeno. Glicolisi, fermentazioni, gluconeogenesi. Regolazione ormonale del metabolismo glucidico (insulina, glucagone, adrenalina). I carboidrati come molecole informazionali. Vitamine. Classificazione struttura e funzioni, vitamine idrosolubili e vitamine liposolubili, Vitamina D e metabolismo del calcio. Vie cataboliche ed anaboliche. Lipidi: Classificazione dei lipidi (lipidi cellulari e lipidi di riserva; lipidi semplici e complessi). Gli acidi grassi: struttura generale e principali acidi grassi. Struttura e funzione dei trigliceridi e dei fosfolipidi. Lipolisi e degradazione degli acidi grassi, biosintesi degli acidi grassi. Acidi grassi essenziali. β-ossidazione degli acidi grassi. Sintesi degli acidi grassi e dei trigliceridi. Metabolismo dei corpi chetonici. Sintesi e catabolismo del colesterolo Gli ormoni. Definizione generale, meccanismo di azione. Adrenalina, insulina e glucagone. Aminoacidi e Proteine. Degradazione e sintesi degli amminoacidi. Ciclo dell’urea. Metabolismo dell’azoto e interrelazioni tra metabolismo glucidico e proteico. Nucleotidi. Vie di sintesi e degradazione di purine e pirimidine. Regolazione e implicazioni cliniche (gotta, immunodeficienze, tumori). Integrazione Metabolica e Regolazione Ormonale. Metabolismo a livello d’organo e d’apparato (fegato, muscolo, cervello, tessuto adiposo). Stato alimentato e digiuno: regolazione ormonale e adattamenti metabolici. Ruolo del fegato come organo centrale del metabolismo. Indicatori biochimici di funzionalità epatica, renale e cardiaca. Disordini del metabolismo: diabete, dislipidemie, gotta, errori congeniti. Biomarcatori e principi di diagnostica molecolare.

Italian

The course aims to provide the student with the essential theoretical and practical knowledge in biochemistry and the tools necessary for the subsequent studies of the degree course.

-Chimica e Biochimica. Bertoldi M., Colombo D, Magni F., Marin O., Palestini P. Ed. Edises
-Le Basi della Biochimica. Denise R. Ferrier. Ed. Zanichelli
-Introduzione alla Biochimica di Leningher. DL Nelson, MM Cox. Ed. Edises

The Biochemistry course aims to provide the chemical and biological bases necessary for understanding the relationship between structure and function of the main classes of biomolecules; the main metabolic pathways; metabolic relationships between the various tissues and organs; mechanisms of metabolic energy production; metabolic coordination in normal and pathological conditions.

The student who accesses the Biochemistry course should have followed the course of the first year and acknowledged the preparatory notions of Biology and Molecular Biology, Physics, Chemistry and Biochemistry Propaedeutics.

The course will be held with lectures by presenting Power point slides. The teachers will be available throughout the duration of the course to provide explanations on the topics covered during the lessons and to support students during their training course.

Verification of learning, through an oral interview aimed at ascertaining the knowledge of the topics covered during the Biochemistry course, will be preceded by inter-course written tests based on exercises. The inter-course written tests is only a verification of classroom learning. During the oral exam, the student must demonstrate adequate knowledge of the structure of the main classes of biomolecules; of the main metabolic pathways and their regulation, with particular attention to the mechanisms of the most common pathologies and to be able to analyse and connect the different topics. The final mark will be evaluated in thirtieths, where 18 represents the minimum and 30 the maximum.

The material used for the lectures and exercises will be shared electronically.

Weak interactions in aqueous systems. The hydrogen bond and the properties of the water. Water interactions with polar solutes and charged solutes. Solubility and entropy. Non-polar compounds and energy variations in the structure of the water. Van der Waals interactions. Aqueous solutions. Unit of measurement of concentration. Colligative properties of solutions. The self-ionization of water. Ionization of water and constant of equilibrium. Definition of acids and bases. Strength of acids and bases. Neutral, acid and basic solutions. Polyprotic acids and bases. Acid and basic ionization constant. Strong and weak acids. Strong and weak bases. The pH. Acid-base properties of ions and salts. Polyprotic acids. Binary and oxyacids. The buffers: calculation of the pH of a buffer solution. The Handerson-Hasselbalch equation. Range of action and power of a tampon. Titration and pH curves. PH indicators. Macromolecules as the main cellular constituents. Interactions between biomolecules. Carbon bonds. Carbon chains. Isomers. Types of formulas in organic chemistry. Nomenclature of hydrocarbons. Alkane. Properties of alkanes. Alkenes. Geometric isomerism (cis-trans). Properties of alkenes. Alkynes. Alkyn properties. Alicyclic hydrocarbons. Benzene structure. Stability of aromatic systems. Biomolecules such as carbon compounds with various functional groups. General properties of alcohols, aldehydes, ketones, amines, ethers, carboxylic acids and derivatives of carboxylic acids (esters and amides).
Amino acids. Acid-base properties of amino acids. Peptides. Peptide bond. Primary, secondary, tertiary and quaternary structure. Protein functions. Enzymes: classification and mechanism of action. Regulation of enzymes.
-Lipid classification. Lipid structure. The reserve lipids. Structural lipids of membranes. Lipids as signals, cofactors and pigments. Lipid catabolism.
- Monosaccharides: aldoses and ketoses. Asymmetry centers. Cyclic structures of monosaccharides. Monosaccards as reducing agents. Disaccharides: glycosidic bond. Polysaccharides; homopolysaccharides as a fuel reserve. Structural role of some polysaccharides. Steric factors and hydrogen bonding which influence the folding of the polysaccharides. Cell wall heteropolysaccharides of bacteria and algae. Glycosaminoglycans of the extracellular matrix. Glycolysis: preparatory phase and recovery phase. Feeding pathways of glycolysis: the polysaccharides and disaccharides of the diet which are hydrolyzed to monosaccharides. Endogenous glycogen and starch. Overall energy balance of glycolysis. Citric acid cycle. The respiratory chain and oxidative phosphorylation. The ATP synthesis.