Ateneo - UPO

Introduzione
• Metabolismo e bioenergetica
• Vitamine e coenzimi
• Insulina e glucagone

Biochimica Funzionale
1. Digestione carboidrati con glicolisi aerobia ed anaerobia.
2. Piruvato deidrogenasi e ciclo di acidi tricarbossilici.
3. Fosforilazione ossidativa e ROS.
4. Pentoso fosfati + gluconeogenesi.
5. Metabolismo glicogeno.
6. Regolazione catabolismo glucosio e glicemia.
7. Regolazione glicogeno e glicemia.
8. Lipidi: digestione, trasposto e lipoproteine, catabolismo acidi grassi.
9. Catabolismo acidi grassi C dispari, corpi chetonici perossisomi ed acidi grassi insaturi.
10. Biosintesi acidi grassi e fosfolipidi con accenni agli sfingolipidi.
11. Colesterolo: sintesi e catabolismo ad acidi biliari.
12. Ormoni steroidei, produzione e ruoli fisiologici.
13. Fotosintesi e ciclo di Calvin.
14. Organicazione dell’azoto e biosintesi aminoacidi, aminoacidi essenziali.
15. Digestione proteine, trasporto nel sangue (alanina, glutammina), degradazione degli aminoacidi per esempi (tirosina), ciclo dell’urea.
16. Derivati degli aminoacidi: ammine bioattive, NO, eme.
17. Anabolismo nucleotidi e desossinucleotidi con regolazione.
18. Catabolismo nucleotidi e acido urico.
19. Integrazione metabolismo ciclo nutrito/digiuno.
20. Controllo appetito e massa corporea.

Alcuni suggerimenti:
- Jeremy M Berg John L Tymoczko Lubert Stryer. Biochimica. Zanichelli 2012
- David L Nelson Michael M Cox. Principi di biochimica di Lehninger. Zanichelli 2018
- Donald Voet Judith G Voet Charlotte W Pratt. Fondamenti di biochimica. Zanichelli 2017

Per integrare:
- Bruce Alberts , Alexander Johnson , Julian Lewis , David Morgan , Martin Raff , Keith Roberts , Peter Walter. Biologia molecolare della cellula. Zanichelli 2016

Obiettivo base del corso è acquisire la conoscenza del metabolismo ad un livello sufficiente a descrivere i processi di digestione, assorbimento, trasporto, deposito, catabolismo, interconversione, escrezione, biosintesi di: carboidrati, amminoacidi e proteine, lipidi, nucleotidi, gruppo eme
Obiettivo ulteriore è la capacità di mettere tali processi in relazione ai diversi stati funzionali dell’organismo insieme ai meccanismi di regolazione ormonale dei principali processi biochimici.
Obiettivo avanzato è l’integrazione di tali nozioni a livello molecolare con quanto precedentemente appreso a licello cellulare, istologico ed anatomico per fornire solide basi alla comprensione della fisiologia e patologia.
Le lezioni teoriche forniscono allo studente una panoramica delle tecniche biochimiche moderne e delle loro applicazioni com particolare riguardo allo studio delle proteine. Allo stesso tempo il modulo teorico vuole fornire allo studente gli strumenti per una lettura critica della letteratura.

Al fine di comprendere i contenuti del corso e poter esprimere con linguaggio appropriato quanto appreso è richiesto il superamento degli esami di:
- chimica generale, con particolare attenzione alle proprietà degli elementi e dei compisti chimici
- chimica organica con particolare attenzione alle proprietà dei gruppi funzionali ed alla struttura dei principali composti biologici.

E’ suggerito il superamento di:
- fisica con particolare attenzione alla termodinamica.

Questo modulo comprende lezioni frontali con proiezione di diapositive + materiale multimediale interattivo (generalmente su DIR) + alcuni articoli scientifici.
Per la preparazione dell'esame gli studenti dovranno utilizzare i libri di testo e le letture consigliate per integrare il materiale fornito dal docente (copia pdf delle diapositive proiettate a lezione ed eventuali dispense che approfondiscono gli argomenti trattati durante il corso).

Copia pdf delle diapositive proiettate, il materiale di approfondimento e tutte le informazioni riguardanti il corso e le modalità di esame saranno rese disponibili sul DIR (https://www.dir.uniupo.it/ ).

L'esame viene svolto dopo lo scritto di biochimica strutturale e la frequenza del modulo di laboratorio.
L'esame è orale (alla lavagna o con foglio per formule e diagrammi) per permettere di valutare le conoscenze possedute, la proprietà di linguaggio anche formale e le capacità di contestualizzare.
L'esame inizia con una discussione di uno dei cicli/vie metaboliche descritte a lezione, seguito da una discussione sulla regolazione/controllo ormonale/integrazione del metabolismo.
Contestualmente viene discusso il quaderno di laboratorio e le tecniche descritte a lezione.

Ripasso di bioenergetica e tipi di reazioni biochimiche:
1) bioenergetica e termodinamica
2) logica chimica e reazioni biochimiche più comuni
3) trasferimenti di gruppi fosforici e ATP
4) reazioni biologiche di ossidoriduzione

Glicolisi, gluconeogenesi e via del pentosio fosfato:
1) La glicolisi, vie di alimentazione della glicolisi, il destino del piruvato in condizioni anaerobiche: la fermentazione.
2) La gluconeogenesi.
3) L’ossidazione del glucosio attraverso la via del pentosio fosfato.
3) Regolazione coordinata della glicolisi e della gluconeogenesi.

Il metabolismo del glicogeno negli animali, regolazione coordinata della sintesi e della demolizione del glicogeno. Mantenimento glicemia.

Il ciclo dell’acido citrico:
1) Produzione di acetil-CoA (acetato attivato).
2) Reazioni del ciclo dell’acido citrico.
3) Regolazione del ciclo dell’acido citrico.
4) Il ciclo del gliossilato nei vegetali.

Fosforilazione ossidativa:
1) Il flusso degli elettroni nei mitocondri.
2) La sintesi dell’ATP.
3) Regolazione della fosforilazione ossidativa.
4) I mitocondri nella termogenesi, nella sintesi degli steroidi e nell’apoptosi.

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

Biosintesi dei lipidi: Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi dei triacilgliceroli. Biosintesi dei fosfolipidi di membrana. Colesterolo, steroidi e isoprenoidi: biosintesi, regolazione e trasporto.

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

Organicazione dell’azoto e biosintesi degli amminoacidi, dei nucleotidi e delle molecole correlate.

Fotosintesi e la cattura dell’energia luminosa: L’assorbimento della luce e fotofosforilazione, L’evento fotochimico centrale: il flusso di elettroni indotto dalla luce. Sintesi di ATP accoppiata alla fotofosforilazione. Piante C3 e C4. Biosintesi dei carboidrati nelle piante e nei batteri

Principi di regolazione metabolica:
1) Regolazione delle vie metaboliche. Analisi del controllo metabolico.
2) Regolazione ormonale e integrazione del metabolismo nei mammiferi.
3) Meccanismi ormonali di controllo dell'appetito e della massa corporea.

Essere in grado di:
- descrivere le principali vie metaboliche.
- comprendere ed utilizzare correttamente il linguaggio e la formulazione tipiche della biochimica
- avere una conoscenza di base dei sistemi di regolazione ormonale e metabolica
- integrare / contestualizzare i fenomeni a livello molecolare con gli altri livelli di organizzazione del vivente (cellulare/istologico/anatomico)
- comprendere le principali tecniche biochimiche a livello sufficiente per la lettura di articoli scientifici.