Il corso è finalizzato all’acquisizione dei concetti fondamentali di biochimica strutturale e metabolica. L'obiettivo primario del corso è quello di trasmettere agli studenti gli elementi per la comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari del metabolismo cellulare al fine di fornire le informazioni necessarie per poter affrontare gli insegnamenti successivi.

In particolare, saranno analizzate le reazioni chimiche che permettono agli organismi viventi di ottenere energia attraverso l’ossidazione di molecole organiche assunte con la dieta e di trasformare queste molecole nei propri costituenti. Inoltre, saranno discussi i meccanismi di regolazione di tali vie metaboliche, in diverse condizioni fisiopatologiche.

Introduzione alla Biochimica.

Amminoacidi, peptidi e proteine.

Struttura generale, proprietà e classificazione degli amminoacidi che compongono le proteine.

Struttura delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

Proteine: conformazione nativa e fattori che contribuiscono alla sua stabilità.

Legame peptidico: struttura e caratteristiche.

Strutture secondarie delle proteine: a-elica, foglietto-β, ripiegamenti e anse.

Proteine fibrose (a-cheratina e collagene) e proteine globulari.  Motivi e domini proteici.

Denaturazione e ripiegamento delle proteine.

Malattie causate da difetti nell’avvolgimento delle proteine: amiloidosi e malattie prioniche.

Mioglobina ed emoglobina.

Eme: struttura e proprietà.

Mioglobina: struttura e funzione. Curva di legame dell’ossigeno alla mioglobina.

Emoglobina: struttura e funzione. Curva di legame dell’ossigeno all’emoglobina. Legame cooperativo. Effetto Bohr. Ruolo del 2,3-bisfosfoglicerato (BPG). Anemia a cellule falciformi.

Enzimi.

Introduzione agli enzimi. Classificazione internazionale degli enzimi.

Come lavorano gli enzimi.

Concetti generali di cinetica enzimatica. Cinetica di Michaelis-Menten. Km e Vmax.  Fattori che influenzano l’attività enzimatica.

Inibizione enzimatica reversibile e irreversibile.

Enzimi allosterici.

Struttura e funzione dei carboidrati.

Monosaccaridi e disaccaridi. Derivati degli esosi. Emoglobina glicata. Zuccheri riducenti. Polisaccaridi. Omopolisaccaridi: Amido, Glicogeno e cellulosa. Eteropolisaccaridi: peptidoglicano, glicosamminoglicani. Glicoconiugati: proteoglicani, glicoproteine e glicolipidi.

Struttura e funzione dei lipidi.

Lipidi di riserva: acidi grassi e triacilgliceroli. Nomenclatura degli acidi grassi più comuni. Acidi grassi ω-3 e ω-6. Grassi idrogenati.  Lipidi strutturali di membrana: glicerofosfolipidi, sfingolipidi, glicolipidi e steroli.

Le vie di trasduzione del segnale. Caratteristiche generali della trasduzione del segnale. I recettori accoppiati a proteine G e secondi messaggeri. I recettori con attività tirosina chinasica. Canale ionico controllato.

Introduzione al metabolismo.

Cenni sui processi digestivi: conversione di un pasto in molecole utilizzabili dalla cellula.

Concetti di base del metabolismo: La regolazione dei processi metabolici. L’energia libera. Il trasferimento di gruppi fosforici. Struttura e funzione dell’ATP. Le reazioni biologiche di ossidoriduzione. I trasportatori di elettroni (NADH, NADPH e FADH2).

Glicolisi, gluconeogenesi e via del pentosio fosfato.

Reazioni della glicolisi e della gluconeogenesi.

Destino metabolico del piruvato: fermentazione lattica, alcolica e ossidazione ad acetil-CoA.

Regolazione coordinata delle glicolisi e della gluconeogenesi.

Ossidazione del glucosio attraverso la via del pentosio fosfato

Ciclo dell'acido citrico. Produzione di acetilCoA. Complesso della piruvato deidrogenasi. Reazioni del ciclo dell’acido citrico. Funzioni, bilancio energetico e regolazione del ciclo dell’acido citrico.

Catabolismo degli acidi grassi.

Digestione, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi. Ossidazione degli acidi grassi. I corpi chetonici.

Ossidazione degli amminoacidi e produzione di urea.

Destino metabolico dei gruppi amminici. Escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea. Vie di degradazione degli amminoacidi.

Fosforilazione ossidativa.

La catena respiratoria mitocondriale. La forza motrice protonica.  ATP sintasi. La sintesi dell’ATP. Sistemi navetta (shuttle) del malato-aspartato e del glicerolo 3-fosfato. Regolazione della fosforilazione ossidativa.

Glicogenolisi e glicogeno sintesi.

Sintesi dei lipidi.

Biosintesi degli acidi grassi: tappe e regolazione.  Biosintesi dei triacilgliceroli e dei fosfolipidi. Colesterolo: biosintesi (tappe principali), regolazione e trasporto. Lipoproteine plasmatiche.

Biosintesi degli amminoacidi. Fissazione dell’azoto. Incorporazione dell’ammoniaca nelle biomolecole. Cenni sulla biosintesi amminoacidi.

Integrazione del metabolismo.

Interrelazioni metaboliche tra i vari organi. Ciclo digiuno-alimentazione. Regolazione ormonale.

Come riportato nel regolamento didattico del corso di Laurea Magistrale in Farmacia, si consiglia vivamente agli studenti di seguire la sequenzialità degli insegnamenti presenti nel piano degli studi. Inoltre, al fine di permettere un adeguato processo di apprendimento, è richiesto il superamento dell'esame di Biologia Animale  prima sostenere l’esame di Biochimica generale e Molecolare.

Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito solide conoscenze sulla struttura e funzione delle macromolecole biologiche e sui principi di base del metabolismo. Inoltre, dovrà conoscere le strategie di regolazione del metabolismo stesso, dei processi biochimici specifici dei vari tessuti e organi, la loro integrazione e regolazione ormonale.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di stabilire correlazioni tra struttura e funzioni biologiche e collegamenti tra i diversi argomenti trattati.

Autonomia di giudizio: lo studente dovrà dimostrare di saper analizzare in modo critico e argomentare le informazioni acquisite.

Abilità comunicative: lo studente dovrà dimostrare la capacità di comunicare in modo chiaro ed efficace le competenze acquisite, grazie ad una buona padronanza della terminologia relativa agli argomenti trattati.

Capacità di apprendere: lo studente dovrà dimostrare di aver sviluppato buone capacità di apprendimento, che gli consentano di utilizzare le conoscenze acquisite durante il corso di biochimica negli insegnamenti successivi previsti nel percorso di studio.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

 Non sono previste attività a supporto della didattica

Modalità didattiche

Lezioni frontali.

Obblighi

E' fortemente consigliata la frequenza alle lezioni. La regolare frequenza delle lezioni ha dimostrato negli anni essere un elemento facilitatorio per l'acquisizione delle competenze necessarie al superamento dell'esame. Per comprendere a fondo gli argomenti di questo insegnamento, lo studente deve possedere le conoscenze di base delle materie chimiche e biologiche.

Testi di studio

David L Nelson Michael M Cox. Fondamenti di biochimica di Lehninger. I Ed. italiana condotta sulla VII ed.americana. A cura di Edon Melloni (2021)

Jeremy M Berg, John L Tymoczko, Gregory J. Gatto, Lubert Stryer. BIOCHIMICA. VIII ed. italiana condotta sulla IX ed. americana (2020)

Modalità di
accertamento

L’esame consiste in una prova scritta con domande su tutto il programma del corso.

Sono previste 2 prove scritte in itinere che sostituiscono lo scritto finale. Le date delle prove in itinere verranno comunicate durante il corso. In questo caso, il voto finale verrà calcolato in base alla media dei due voti conseguiti in entrambe le prove, solamente se entrambi ≥ 18/30. Coloro che non raggiungono la sufficienza in una prova parziale devono sostenere l’esame intero. La prova scritta consiste in una serie di domande sia a risposta multipla (bisogna indicare l’unica risposta corretta tra quelle proposte) sia aperta. Per le domande a risposta multipla, ogni risposta giusta vale 1 punto, ogni risposta non data 0 punti, e ogni risposta errata vale -0,25 punti. Per le risposte aperte, la valutazione andrà da -0,25 a 1 a seconda della appropriatezza della risposta.

Gli studenti che hanno superato entrambe le prove in itinere, ma non sono soddisfatti del voto conseguito, possono rifiutarlo comunicandolo al docente entro 5 giorni dalla data di pubblicazione del risultato. In tal caso devono presentarsi in un appello regolare e sostenere tutto l’esame.   

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Testi di studio

David L Nelson Michael M Cox. Fondamenti di biochimica di Lehninger. I Ed. italiana condotta sulla VII ed.americana. A cura di Edon Melloni (2021)

Jeremy M Berg, John L Tymoczko, Gregory J. Gatto, Lubert Stryer. BIOCHIMICA. VIII ed. italiana condotta sulla IX ed. americana (2020)

Modalità di
accertamento

L’esame consiste in una prova scritta con domande su tutto il programma del corso.

La prova scritta consiste in una serie di domande sia a risposta multipla (bisogna indicare l’unica risposta corretta tra quelle proposte) sia aperta. Per le domande a risposta multipla, ogni risposta giusta vale 1 punto, ogni risposta non data 0 punti, e ogni risposta errata vale -0,25 punti. Per le risposte aperte, la valutazione andrà da -0,25 a 1 a seconda della appropriatezza della risposta.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.