ITALIANO

Revisione dei concetti di base di chimica generale e di chimica organica propedeutici alla comprensione dei processi biochimici.

Struttura e funzione di carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici
Funzione degli enzimi come biocatalizzatori
Aspetti generali del metabolismo e Principali vie metaboliche nella cellula.

Le basi della biochimica Ferrier- Zanichelli Chimica & Biochimica Stefani Taddei- Zanichelli
Chimica e biochimica. Per le lauree triennali dell'area biomedica
di Michele Samaja, Rita Paroni. Piccin

Al termine delle attività formative, lo studente dovrà:
- Conoscere, comprendere e saper rappresentare/spiegare la struttura e le funzioni di carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici
- conoscere, comprendere e saper spiegare la funzione degli enzimi come biocatalizzatori
- conoscere, comprendere e saper spiegare gli aspetti di base del metabolismo cellulare e le principali vie metaboliche
-saper collegare i concetti biochimici acquisiti alla pratica professionale

Conoscenze di base di Chimica generale, Chimica organica e Biologia.

Lezioni frontali con proiezioni diapositive. Discussione interattiva sugli argomenti trattati

la prova d'esame consisterà in una prova orale che avrà lo scopo di testare le conoscenze acquisite dallo studente a quattro livelli:
1) Conoscenza e comprensione di
-struttura e funzione di carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici
- Funzione degli enzimi come biocatalizzatori
- principali cicli metabolici nella cellula.
2) applicazione delle conoscenze di base di chimica generale e organica per discutere
-la struttura delle macromolecole e le loro interazioni intra e inter-molecolari
- l'attività catalitica degli enzimi e le loro principali proprietà
- le reazioni redox e gli aspetti energetici delle fasi del metabolismo
3) applicazione dei concetti biochimici acquisiti alla pratica professionale
4) Abilità ad esporre le conoscenze acquisite utilizzando un appropriato linguaggio scientifico
La prova sarà considerata sufficiente (18-21) se lo studente dimostrerà il livello 1) di preparazione; discreta (22-24) se dimostrerà il livello 2), buona (25-27) se dimostrerà il livello 3) di preparazione; ottima (28-30) se dimostrerà il livello 4) di preparazione

Saranno condivisi con gli studenti file pdf delle diapositive delle lezioni.
Queste sono da considerarsi un supporto allo studio sui libri di testo.
Sono previste, durante e dopo l'erogazione dell'insegnamento, attività di tutorato che lo studente potrà concordare con il docente.

Struttura e funzione delle macromolecole biologiche -
I Carboidrati e il loro ruolo energetico. Monosaccaridi: gruppi funzionali; centri di chiralità, stereoisomeria, ciclizzazione e principali reazioni, legame glicosidico; Disaccaridi, polisaccaridi. Amido, cellulosa, glicogeno. Eteropolisaccaridi. Acido Ialuronico, Condroitin Solfato, eparina, altri GAG.
LIPIDI. Classificazione dei lipidi. Chimica degli acidi grassi saturi ed insaturi di interesse biochimico. Lipidi semplici: trigliceridi e ruoli. Lipidi complessi. Membrane cellulari. Trasporto di membrana.
PROTEINE. Proteine. aminoacidi: caratteristiche strutturali e classificazione; legame peptidico (risonanza, rigidità, geometria); livelli di organizzazione strutturale; proteine globulari e proteine fibrose; principali funzioni; relazione attività-struttura; folding; struttura nativa; denaturazione; struttura e funzione di cheratine, collageni, emoglobina e mioglobina. Enzimi e cinetica enzimatica. Modello cinetico di Michaelis-Menten. Regolazione dell’attività enzimatica.

ACIDI NUCLEICI. Nucleotidi e nucleosidi. Legame fosfodiestereo e polinucleotidi. Struttura primaria e livelli di organizzazione strutturale superiori. Il dogma centrale della biologia. La replicazione del DNA. Stabilità dell’informazione genetica e agenti mutageni. Tipi di RNA. Trascrizione. Traduzione
Metabolismo.
Aspetti generali con focus sui processi redox alla base dei processi metabolici e aspetti termodinamici e cinetici. Catabolismo e anabolismo. ATP: struttura, funzioni; principali meccanismi di produzione. Reazioni chimiche accoppiate. Struttura e ruolo dei coenzimi. Glicolisi. Struttura degli intermedi della via glicolitica, meccanismi di reazione degli enzimi coinvolti. I destini metabolici del piruvato. Metabolismo di monosaccaridi diversi dal glucosio. Via del pentosio fosfato. Ciclo dell’acido citrico. Produzione di acetil-CoA, reazioni e regolazione del ciclo. Catabolismo degli acidi grassi. Digestione, mobilitazione e trasporto degli acidi grassi; ossidazione degli acidi grassi; i corpi chetonici. Catabolismo delle proteine. Destino metabolico dei gruppi amminici; Ciclo dell'urea e regolazione; destino metabolico dello scheletro carbonioso degli amminoacidi. Fosforilazione Ossidativa. La catena respiratoria mitocondriale e la sintesi di ATP.

Italian

Review of the basic concepts of general chemistry and organic chemistry preparatory to understanding biochemical processes.

Structure and functions of carbohydrates, lipids, proteins and nucleic acids

Function of enzymes as biocatalysts
Knowledge of the key aspects of cellular metabolism and main metabolic cycles in the cell.

Le basi della biochimica Ferrier- Zanichelli Chimica & Biochimica Stefani Taddei- Zanichelli
Chimica e biochimica. Per le lauree triennali dell'area biomedica
di Michele Samaja, Rita Paroni. Piccin

knowledge and ability to represent/talk about the Structure and functions of carbohydrates, lipids, proteins and nucleic acids
understanding and explanation of the Function of enzymes as biocatalysts

knowledge and explanation of the General aspects of cellular metabolism and of the main metabolic pathways.

Knowledge of General Chemistry, Organic Chemistry and Biology.

Frontal lessons with slide projections. Interactive discussion on the topic presented.

Oral exam on
1) knowledge and comprehension of
- main structural aspects and functions of carbohydrates, lipids, proteins and nucleic acids
- Function of enzymes as biocatalysts
- main metabolic cycles in the cell

2) on the ability to apply the basic chemical concepts
- for discussing the structure and the intra and inter-molecular interactions of the biological macromolecules
- for discussing the catalytic activity of the enzymes as well as their main properties
-for discussing the redox reactions and the energetic aspects of the metabolism

3) application of the biochemical concepts to the specific professional practice
4) Ability to present the acquired concepts using appropriate scientific language

the result of oral test will be considered sufficient (18-21) in case of demonstration of the level 1) of preparation; discreet (22-24) for the level 2), good (25-27) in case of demonstration of level 3) of preparation; excellent (28-30) in case of demonstration of level 4) of preparation

pdf files of lectures will be shared.
These will be a support during the student preparation to the exam beside the main textbooks suggested.
The students can ask for tutoring activities to be arranged with the professor.

Structure and function of biological macromolecules.-
Carbohydrates and their energetic role. Monosaccharides, disaccharides, polysaccharides. Starch, cellulose, glycogen. Heteropolysaccharide. Hyaluronic acid, chondroitin sulfate, heparin, other GAGs.
LIPIDs. Classifications. Chemistry of saturated and unsaturated fatty acids of biochemical interest. Simple lipids: triglycerides and roles. Complex lipids. Cell membranes. Membrane transport.
PROTEIN. amino acids: structural characteristics and classification; peptide bond (resonance, rigidity, geometry); levels of structural organization; globular proteins and fibrous proteins; main functions; activity-structure relationship; folding; native structure; denaturation; structure and function of keratins, collagens, hemoglobin and myoglobin. Enzymes and enzyme kinetics. Michaelis-Menten kinetic model. Regulation of enzymatic activity.
NUCLEIC ACIDS. Nucleotides and nucleosides. Phosphodiester bond and polynucleotides. Primary structure and higher levels of structural organization. The central dogma of biology. DNA replication. Stability of genetic information and mutagenic agents. Types of RNA. Transcription. Translation



Metabolic biochemistry - General aspects with focus on the redox processes underlying metabolic processes and thermodynamic and kinetic aspects. Catabolism and anabolism. ATP: structure, functions; main mechanisms of production. Glycolysis. Structure of the intermediates of the glycolytic pathway, reaction mechanisms of the enzymes involved. The metabolic fates of pyruvate. Metabolism of monosaccharides other than glucose Pentose phosphate pathway. Citric acid cycle. Production of acetyl-CoA, reactions and regulation of the cycle. Fatty acid catabolism. Digestion, mobilization and transport of fatty acids; oxidation of fatty acids; ketone bodies. Protein catabolism. Metabolic fate of amino groups; urea cycle and regulation; metabolic fate of the carbon skeleton of amino acids. Oxidative Phosphorylation. The mitochondrial respiratory chain and ATP synthesis.