BIOCHIMICA I
Glucidi: monosacaccaridi, disaccaridi. Zuccheri modificati. Legame glicosidico. Polisaccaridi di riserva e strutturali: glicogeno, glicosamminoglicani solforati.
Lipidi. Acidi grassi saturi ed insaturi. Nomenclatura e struttura. Gliceridi: triacilgliceroli e glicerofosfolipidi. Sfingolipidi: sfingomielina e glicolipidi. Organizzazione dei lipidi in ambiente acquoso: vescicole, micelle, doppio strato. Struttura del colesterolo e suoi derivati: colesterolo esterificato, acidi colici, cenni su ormoni sessuali e corticosurrenalici. Organizzazione delle membrane cellulari e subcellulari: generalità.
Amminoacidi: struttura, classificazione in base alla catena laterale. Amminoacidi non proteici. Proprietà anfoioniche degli aa. Punto isoelettrico. Separazione elettroforetica degli aa; cromatografia su carta ed in colonna a scambio ionico. Legame peptidico: proprietà chimico fisiche. Rotazione dei legami intorno al Cα: impatto sulla struttura. Polipeptidi e proteine: separazione in base alla dimensione (gel-filtrazione) e per affinità. Determinazione della massa molecolare mediante SDS-elettroforesi.
Struttura delle proteine: struttura primaria, sequenza aa. Struttura secondaria: alfa elica e beta-foglietto. Struttura terziaria. Interazioni deboli di stabilizzazione di ogni livello strutturale. Legami a ponte disolfuro. Denaturazione proteica. Struttura quaternaria. Metodi di studio della struttura delle proteine: cristallografia a raggi x e risonanza magnetica. Errori di folding. Proteine APP – peptidi beta-amiloidi. Proteine glicate.
Rapporto struttura-funzione di classi proteiche diverse: Immunoglobuline, proteine contrattili del muscolo. Unità ’strutturale contrattile: organizzazione morfologica e molecolare. Meccanismo biochimico della contrazione: ruolo di ATP e degli ioni calcio. Proteine della matrice intercellulare, collagene, laminina e fibronectina. Recettori integrinici. Proteine del citoscheletro. Ruolo delle integrine nella comunicazione matrice-cellula. Meccanismo di polimerizzazione di actina e cenni su proteine di regolazione. Microtubuli: struttura, meccanismo di polimerizzazione e ruolo intracellulare. Motori molecolari: chinesine e dineine. Struttura e meccanismo di avanzamento ATP-dipendente sul microtubulo.
Proteine trasportatrici. Proteine trasportatrici nel plasma: generalità. Processo di riconoscimento e di legame. Ka e Kd. Calcolo del grado di Saturazione. Proteine O2-leganti. Gruppo eme: struttura ed interazioni con la catena globinica. Mioglobina: struttura e funzione. Curva di saturazione. Emoglobina: struttura. Curva di saturazione. Allosteria T/R. Interazione tra i siti di legame: cooperatività. Calcolo del grado di cooperatività tra siti di legame uguali appartenenti alla stessa proteina oligomera. Coefficiente di Hill. Regolazione dell’affinità di Hb per il suo ligando da parte di: O2, CO2, H+ e loro ruolo negli scambi gassosi a livello polmonare e tissutale. Ruolo di 2,3 bisfosfoglicerato (BPG) nella regolazione della affinità di Hb per O2. Scambi gassosi materno-fetali. Basi molecolari delle Emoglobinopatie: Talassemie ed anemia falciforme.
Enzimi: meccanismo generale d’azione degli enzimi. Classificazione degli enzimi. Trasformazioni chimiche: aspetti termodinamici. Energia libera di Gibbs. Equazione di Van’t Hoff. Energia di attivazione suo impatto sulla velocità di reazione.
Velocità di reazione. Costante di velocità. Equazione di Arrhenius. Cinetica enzimatica. Ipotesi dello
stato stazionario. Equazione di Michaelis-Menten. Rappresentazione secondo Lineweaver-Burk. Parametri cinetici Fondamentali: significato e metodo di calcolo. Effetto pH ed effetto T.
Meccanismi di regolazione. Attivazione/inibizione per proteolisi, associazione/dissociazione di
subunita. Allosteria: effetti di cooperatività omotropi, eterotropi, positivi e negativi. Asparticotranscarbamilasi. Cinetica degli enzimi regolatori: Enzimi K ed enzimi V. Meccanismi di regolazione multipli. Meccanismi di catalisi: adattamento indotto, riduzione entropica, acido base, covalente. Proteasi: chimotripsina, HIV-proteasi, Trombina, caspasi.
Vitamine e cofattori:
1) vitamine liposolubili: struttura, biodisponiblità, meccanismo d’azione dei cofattori derivati o sintetizzati,
2) vitamine idrosolubili: struttura, biodisponiblità, meccanismo d’azione dei cofattori derivati o sintetizzati.
Meccanismi di Segnalazione. Generalità. Meccanismi endocrini, paracrini, autocrini. Caratteristiche dei processi di segnalazione: specificità, affinità, cooperatività, amplificazione, integrazione. Desensibilizzazione ed effetto soglia. Calcolo dell’affinita’e del numero dei recettori: plot di Scatchard.
Classi di recettori.
-Recettori accoppiati a proteine G trimeriche. Sistemi effettori a valle di proteine G trimeriche: adenilato ciclasi. Meccanismo d’azione di tossine: colera e pertosse. Sistema beta adrenergico.
-Canali voltaggio dipendenti e ligando dipendenti. Canale neurale voltaggio dipendente per il sodio.
Recettore colinergico. Fosfolipasi A-D-C. IP3 e diacilglicerolo. Segnalazione Ca-dipendente. CaMK. MLCK.
-cADPR e NAADP. PKC. Endocannabinoidi: 2-AG. Meccanismi biochimici della percezione sensoriale.
-Recettori Tirosina chinasi: struttura e meccanismo di segnalazione. Via di Ras: MAPK. Via di PI3K: AKT/PKB. Src.
-Recettore di insulina e vie di segnalazione a valle. Regolazione negativa dei TRK: Cbl. Recettori associati a tirosine Chinasi: Jak-Stat. Segnalazione di eritropoietina. Tirosina fosfatasi con struttura receptor-like. Recettori serina/treonina chinasi. Recettori con attività guanilato ciclasica.
-Segnalazione cGMP-dipendente. Sintesi di NO e suo ruolo nella sistema cardiovascolare. Segnalazione inside out e outside in mediata da integrine.
Bioenergetica. Metabolismo basale. Fabbisogno energetico in relazione all’attività fisica. Consumo energetico da parte di tessuti ed organi diversi. Molecole ad alto contenuto energetico: NAD, NADP, FAD, FMN, ATP, fosfocreatina. Intermedi metabolici ad alto contenuto energetico. Esteri e tioesteri. Ruolo dei cofattori redox nei processi catabolici ed anabolici. Compartimentazione metabolica.
Respirazione cellulare. Trasporto equivalenti riducenti dal citosol alla matrice mitocondriale: Sistemi shuttle. Catena di trasporto degli elettroni. ATP sintasi: struttura e meccanismo rotazionale. Teoria chemiosmotica di Mitchell.
Metabolismo: aspetti generali del catabolismo e dell’anabolismo. Aspetti biochimici della digestione
degli alimenti. Ruolo del pancreas nel processo digestivo.
BIOCHIMICA II
METABOLISMO DEI CARBOIDRATI. Digestione e assorbimento di glucidi alimentari Le tappe metaboliche della glicogenolisi e della glicogenosintesi. Ruolo funzionale del glicogeno epatico e del glicogeno muscolare. Regolazione ormonale ed allosterica del metabolismo del glicogeno nel fegato e nel muscolo. Via dei pentosi in relazione allo stress ossidativi ed alla sintesi di acidi nucleici. Formazione del 2,3-difosfoglicerato. Metabolismo dell’alcol etilico. Gluconeogenesi: siti e meccanismi di regolazione della gluconeogenesi, in relazione ai meccanismi di regolazione della glicolisi.
METABOLISMO DEI LIPIDI. Digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi alimentari.Mobilizzazione dei lipidi endogeni. Destino metabolico del colesterolo. Catabolismo degli acidi grassi ad acil-CoA nei mitocondri e nei perossisomi Premesse metaboliche per la produzione di corpi chetonici: itinerario metabolico della chetogenesi. Premesse metaboliche per la biosintesi ex novo di acidi grassi: ruolo del citrato e della citrato liasi. Acido grasso-sintetasi: Biosintesi dei trigliceridi. Biosintesi del colesterolo e relativi meccanismi di regolazione. Glicerologenesi. Biosintesi dei fosfolipidi.
CICLO DI KREBS E FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA.
METABOLISMO PROTEICO. Digestione delle proteine alimentari. Destino metabolico degli amminoacidi: ruolo energetico e ruolo biosintetico. Aminoacidi essenziali e non essenziali. Aminoacidi gluconeogenici, chetogenic
Biochemistry I
Carbohydrates: monosacaccaridi, disaccharides. modified sugars. glycoside bond. reserve and structural polysaccharides: glycogen, glycosaminoglycans sulfur.
Lipids. Saturated and unsaturated fatty acids. Nomenclature and structure. Glycerides: triacylglycerols and glycerophospholipids. Sphingolipids: sphingomyelin and glycolipids. Organization of lipids in an aqueous medium: vesicles, micelles, bilayer. Structure of cholesterol and its derivatives: esterified cholesterol, cholic acids, signs of adrenal and sex hormones. Organization of cell membranes and subcellular: generalities.
Amino acids: structure, classification on the basis of the side chain. Non-protein amino acids. anfoioniche properties of AA. isoelectric point. Electrophoretic separation of the AA; paper chromatography and ion exchange column. peptide bond: chemical and physical properties. Rotation of the ties around the Cα: impact on the structure. Polypeptides and proteins: separation based on the size (gel-filtration) and affinity. Determination of molecular mass by SDS-electrophoresis.
Structure of proteins: primary structure, the sequence AA. secondary structure: alpha helix and beta-sheet. tertiary structure. Weak interactions stabilization of each structural level. Disulfide bonds. Protein denaturation. quaternary structure. Methods of protein structure studies: x-ray crystallography and magnetic resonance imaging. Folding errors. APP protein - beta-amyloid peptides. glycated proteins.
Structure-function relationship of different protein classes: Immunoglobulin, contractile proteins of muscle. 'Structural unit contractile: morphological and molecular organization. biochemical mechanism of contraction: role of ATP and calcium ions. Proteins of the intercellular matrix, collagen, laminin and fibronectin. Integrin receptors. cytoskeletal proteins. Role of integrins in the matrix-cell communication. Mechanism of actin polymerization and outline of regulatory proteins. Microtubules: structure, polymerization mechanism and intracellular role. molecular motors: chinesine and dynein. Structure and feed mechanism on the ATP-dependent microtubule.
carrier proteins. Transporter proteins in the plasma: generalities. recognition and bonding process. Ka and Kd. Calculation of the degree of saturation. O2-binding protein. heme group: structure and interactions with the globin chain. Myoglobin: structure and function. saturation curve. Hemoglobin: structure. saturation curve. Allostery T / R. Interaction between the binding sites: cooperativeness. Calculation of the degree of cooperativity between binding sites identical oligomer belonging to the same protein. Hill coefficient. the affinity of Hb adjustment to its ligand by: O2, CO2, H +, and their role in gas exchange in the lungs and tissue level. Role of 2.3 bisfosfoglicerato (BPG) in the regulation of hemoglobin affinity for O2. maternal-fetal gas exchange. Molecular basis of Hemoglobinopathies: Thalassemia and sickle cell disease.
Enzymes: general mechanism of enzyme action. Classification of enzymes. chemical transformations: thermodynamics. Gibbs free energy. Van't Hoff equation. activation energy of its impact on the reaction rate.
reaction speed. speed constant. Arrhenius equation. Enzyme kinetics. assumptions of
steady state. Michaelis-Menten equation. Representation according to Lineweaver-Burk. Fundamental kinetic parameters: meaning and method of calculation. pH effect and effect T.
mechanisms of regulation. Activation / inhibition of proteolysis, association / dissociation
subunit. Allostery: effects of cooperativity omotropi, eterotropi, positive and negative. Asparticotranscarbamilasi. Kinetics of regulatory enzymes: Enzymes K and enzymes V. multiple adjustment mechanisms. catalysis mechanisms induced adaptation, reducing entropy, acid base, covalent. Protease: chymotrypsin, HIV-protease, Thrombin, caspase.
Vitamins and cofactors:
1) fat-soluble vitamins: structure, bio-availability, mode of action of cofactors derived or synthesized,
2) water-soluble vitamins: structure, bio-availability, mechanism of action of derivatives or synthesized cofactors.
Reporting mechanisms. Generality. endocrine, paracrine, autocrine. Characteristics of the signaling processes: specificity, affinity, cooperativeness, amplification, integration. Desensitization and threshold effect. Dell'affinita'e calculation of the number of receptors: Scatchard plot.
Classes of receptors.
-receptors Coupled to trimeric G proteins. effector systems downstream of trimeric G proteins: adenylate cyclase. Mechanism of action of toxins: cholera and pertussis. beta adrenergic system.
-channels Voltage-gated and ligand-dependent. Channel neural employee voltage for sodium.
Acetylcholine receptor. Phospholipase A-D-C. IP3 and diacylglycerol. Ca-dependent signaling. CaMK. MLCK.
-cADPR and NAADP. PKC. Endocannabinoid 2-AG. biochemical mechanisms of sensory perception.
-receptors Tyrosine kinases: structure and reporting mechanism. Via Ras: MAPK. PI3K: AKT / PKB. Src.
-Recettore And insulin signaling pathways downstream. negative regulation of TRK: Cbl. Coupled receptors tyrosine kinase: Jak-Stat. Reporting of erythropoietin. Tyrosine phosphatase receptor-like structure. Receptor serine / threonine kinases. Receptors with guanylate cyclase activity.
-Signaling CGMP-dependent. NO synthesis and its role in the cardiovascular system. Signaling inside out and outside in mediated by integrins.
Bioenergetics. basal metabolic rate. energy requirements in relation to physical activity. Energy consumption by tissues and different organs. Molecules with a high energy content: NAD, NADP, FAD, FMN, ATP, phosphocreatine. metabolic intermediate high-energy. Esters and thioesters. Role of redox cofactors in catabolic and anabolic processes. Metabolic compartmentalization.
Cellular respiration. reducing equivalents transport from the cytosol to the mitochondrial matrix: shuttle systems. the electron transport chain. ATP synthase: structure and rotational mechanism. Theory chemiosmotic Mitchell.
Metabolism: general catabolism and dell'anabolismo. biochemical aspects of digestion
of food. Pancreatic role in the digestive process.
Biochemistry II
METABOLISM OF CARBOHYDRATES. Digestion and absorption of carbohydrates in the diet Metabolic stages of glycogenolysis and glycogen synthesis. functional role of liver and muscle glycogen glycogen. hormonal regulation and allosteric of glycogen metabolism in liver and muscle. Pentose in relation to oxidative stress and to the synthesis of nucleic acids. Formation of 2,3-diphosphoglycerate. Ethyl alcohol metabolism. Gluconeogenesis: sites and of gluconeogenesis regulation mechanisms, in relation to the glycolysis regulation mechanisms.
Lipid Metabolism. Digestion, absorption and transport of lipids alimentari.Mobilizzazione endogenous lipids. cholesterol metabolic fate. Catabolism to acyl-CoA fatty acids in mitochondria and peroxisomes metabolic Requirements for the production of ketone bodies: metabolic route of ketogenesis. metabolic basis for the biosynthesis of fatty acids from scratch: the role of citrate and citrate lyase. fatty-acid synthase: Biosynthesis of triglycerides. Biosynthesis of cholesterol and related mechanisms of regulation. Glicerologenesi. Biosynthesis of phospholipids.
CYCLE OF KREBS and oxidative phosphorylation.
METABOLISM PROTEIN. Digestion of food proteins. Amino acid metabolic fate: the role of energy and biosynthetic role. essential and non-essential amino acids. Gluconeogenic amino acids, and ketogenic ketogenic / glucogenic. Catabolism and relate diseases. Conversion of the amino acids in specialized compounds: conversion of tryptophan to serotonin, tyrosine in melanin or catecholamines and arginine into creatine. Use and disposal of the amino group as urea.
NUCLEOTIDE METABOLISM. Biosynthesis scratch and streets of purine and their recovery
adjustment. Pyrimidine biosynthesis and its regulation. Cataboli
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