Ateneo - UPO

Il corso è suddiviso in due moduli.
La prima parte del primo modulo prevede una sezione introduttiva di livellamento dove verranno riproposti principi e nozioni base delle proteine e degli enzimi, loro proprietà e funzioni e principi fondamentali.
La seconda parte verrà articolata illustrando i metodi principali per lo studio e l’analisi delle proteine con un approfondimento sulle techiche per l’indagine strutturale (principalmente diffrattometria a raggi X e nozioni di criomicroscopia elettronica).
Nella terza parte verranno presentati e discussi principi base del drug design e dell’ingegneria proteica su base razionale. In questa parte del corso verranno presentate e discusse pubblicazioni scientifiche rilevanti e maggiormente rappresentative dei risvolti applicativi della scienza delle proteine.

Nella secondo modulo verranno affrontati i princìpi di base dell'ingegneria proteica e le relative tecniche di riferimento. Verranno inoltre discussi i metodi chimico-fisici per lo studio delle proteine e delle interazioni proteina-proteina e proteina-ligando.

DonaldVoet, Judith G Voet, Charlotte W Pratt. PRINCIPIDI BIOCHIMICA, 2017. Zanichelli.
Introduzione allo studio delle proteine. Duranti; Zanichelli
Donald Voet, Judith G Voet, Charlotte W Pratt. FONDAMENTI DI BIOCHIMICA. IVedizione, 2017. Zanichelli
David L Nelson, Michael M Cox. PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER. VII edizione, 2018. Zanichelli    
Mike Williamson. "Come funzionano le proteine" Edizione Italiana a cura di Martino Bolognesi, 2020. Zanichelli.

Il corso fornisce allo studente un approfondimento dei fondamenti della biochimica delle proteine acquisiti nel corso della laurea di primo livello, con particolare attenzione alle relazioni struttura-funzione delle macromolecole biologiche, alla biologia strutturale e ai metodi biofisici per la caratterizzazione delle proteine.

Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica, fisica e biochimica.

Lezione frontale mediante la proiezione di diapositive, e proiezione di filmati. Esecuzione in aula di problemi e quiz, discussioni sui dati presenti in letteratura. Gli studenti potranno inoltre utilizzare i libri di testo consigliati per approfondire gli argomenti discussi in aula.

Durante il corso saranno effettuate delle verifiche di apprendimento in itinere.

Vedere la scheda
dell’insegnamento
generale.

NOZIONI GENERALI SULLE PROTEINE
- Amminoacidi e proteine: proprietà chimiche e strutturali
- Legame peptidico e livelli strutturali delle proteine
- Proteine come molecole informazionali: analisi di sequenze e database

TECNICHE DI INDAGINE DELLE PROTEINE
- Nozioni di biologia strutturale: tecniche spettroscopiche e diffrattometriche per l’indagine strutturale delle proteine
- Programmi di visualizzazione di proteine
- Predizione strutturale delle proteine
- Modelling molecolare

“CASE STUDIES” E RISVOLTI APPLICATIVI DELLA SCIENZA DELLE PROTEINE
- Scienza delle proteine e drug design: principi, esempi e discussione di pubblicazioni scientifiche
- Scienze delle proteine e ingegneria proteica: principi, esempi e discussione di pubblicazioni scientifiche

INGEGNERIA PROTEICA
- Introduzione alla produzione di proteine ricombinanti
- Tecniche di clonaggio e vettori di espressione
- Mutagenesi sito-diretta e random mutagenesi
- Proteine chimeriche
- Rational protein design: principi teorici e metodi sperimentali
- Selezione e valutazione di varianti proteiche di interesse: saggi biochimici e analisi delle proprietà desiderate.

METODI CHIMICO-FISICI PER LO STUDIO DELLE PROTEINE
-Tecniche cromatografiche per la purificazione di proteine
- Salting in/out.
- Metodi per la valutazione della concentrazione e della purezza delle proteine.
- Metodi per la valutazione della stabilità e del ripiegamento delle proteine:
- Fluorimetria a scansione differenziale e calorimetria a scansione differenziale
- Dicroismo circolare
- “Light-Scattering” per lo studio della struttura quaternaria delle proteine

- Metodi per la valutazione delle interazioni molecolari proteina-proteina, proteina-ligando:
- Calorimetria isotermica di titolazione
- Risonanza plasmonica di superficie
- Termoforesi di microscala

Lo studente dovrà essere in grado di argomentare e discutere i princìpi di base relativi alla reattività delle macromolecole biologiche e la relazione struttura funzione delle proteine. Dovrà inoltre saper conoscere le tecniche di riferimento per la caratterizzazione biochimica e strutturale delle macromolecole biologiche.