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CHIMICA BIOLOGICA METABOLICA

 

METABOLIC BIOCHEMISTRY

 

Anno accademico 2014/2015

Codice attività didattica
MFN0324
Docente
Corso di studio
[f008-c501] LM in Biologia Cellulare e Molecolare (Classe LM-06)
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Struttura delle macromolecole biologiche;
Catalisi enzimatica;
Conoscenza delle principali vie metaboliche, delle vitamine idrosolubili e della loro trasformazione in cofattori.
Propedeutico a
Insegnamento consigliato, ma non obbligatorio: Immunopatologia e oncologia (MFN1196);Genetica Forense ed elementi di Medicina Legale(MFN0029); Fisiopatologia (MFN1365); Genetica medica e oncologica(MFN1197).
 
 

Obiettivi formativi

  • italiano
  • english

Acquisire i principi che governano la generazione e conservazione dell’energia metabolica, il metabolismo di composti di interesse biologico, le principali alterazioni metaboliche, la produzione e l’azione tossica dei radicali liberi dell’ossigeno.
Conoscere i principali sistemi di regolazione coinvolti nel metabolismo del glucosio e del glicogeno.

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • italiano
  • english

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Illustrare il metabolismo nel suo insieme e nelle specifiche vie metaboliche; correlare i diversi metabolismi tra loro e conoscere i sistemi di regolazione delle principali vie metaboliche. Conoscere le leggi termodinamiche alla base dei processi metabolici. Conoscere i sistemi di produzione di energia in assenza ed in presenza di ossigeno.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere altre specifiche vie cataboliche o anaboliche seguendo i principi appresi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Essere in grado di spiegare, in modo critico ed analitico, le principali leggi alla base del metabolismo e fare correlazioni tra le diverse vie metaboliche di assimilazione e produzione delle sostanze nutrienti (carboidrati, acidi grassi, proteine, acidi nucleici), nonchè sui sistemi che neutralizzano i ROS.
ABILITÀ COMUNICATIVE
Capacità di comunicare in modo coerente e corretto su diversi e specifici problemi di metabolismo, e sulla sua regolazione; sulla fosforilazione ossidativa; sui diversi sistemi che combattono le specie radicaliche dell'ossigeno.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Capacità di apprendere autonomamente concetti di biochimica metabolica specialistica e di regolazione, mediante l'utilizzo della letteratura scientifica.

 

Programma

  • italiano
  • english

Principi di bioenergetica: Studio del metabolismo. L’ATP, la variazione di energia libera, il potenziale di energia di trasferimento, il NAD+, il FAD, il CoA.
Le funzioni mitocondriali. La catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. Inibitori e disaccoppianti; la termogenina.
Meccanismi di regolazione metabolica: disponibilità del substrato, modificazioni covalenti, controllo allosterico, controllo a feed-back, controllo ormonale, ciclo futile. La carica energetica. Il rendimento energetico del metabolismo.
Meccanismi di trasduzione del segnale.
Biochimica ormonale: insulina, glucagone.
Metabolismo dei carboidrati: glicolisi aerobia e anaerobia; fermentazione lattica e alcolica; shuttle del DHAP-glicerofosfato e del malato-aspartato.
Rendimento energetico della glicolisi. La glicolisi in diversi tessuti: cervello, muscolo, adipocita, epatocita ed eritrocita. Regolazione della glicolisi epatica e muscolare. La carica energetica. Inibitori della glicolisi.
Metabolismo del fruttosio e del galattosio. Rendimento energetico.
Via dei pentosi fosfati. Metabolismo del glicogeno: struttura e funzione metabolica. Ciclo di Cori, ciclo dell’alanina. La gluconeogenesi.
Il ciclo degli acidi tricarbossilici. Regolazione del ciclo degli acidi tricarbossilici; vie anaplerotiche. Rendimento energetico.
Metabolismo dei lipidi. Meccanismi di controllo nel metabolismo lipidico.
Demolizione dei trigliceridi nel tessuto adiposo e destino degli ac. grassi nel muscolo e nel fegato. Ossidazione degli ac. grassi, rendimento energetico; chetogenesi. Trasporto del citrato. Biosintesi degli acidi grassi. Spola del citrato.
Biosintesi dei nucleotidi. Meccanismi di regolazione e sintesi di nucleotidi purinici e pirimidinici attraverso le vie ex-novo, di interconversione e di recupero. Cause di sovraproduzione di acido urico.
Degradazione degli aminoacidi e ciclo dell’urea. Reazioni di deaminazione, transdeaminazione; glutamico deidrogenasi, glutamina sintetasi. Meccanismo di controllo a “feedback sequenziale”. Aminoacidi glucogenetici e chetogenetici. Ureogenesi: via di produzione, regolazione e connessioni con il metabolismo dei carboidrati.
Processi di detossificazione cellulare. Glutatione. Principali funzioni; GSH perox; GSH reduttasi. Chimica dei radicali liberi; azione tossica dei radicali liberi sui sistemi biologici; ossigeno tripletto e ossigeno singoletto; specie radicaliche dell’O2. Fonti biologiche dei radicali liberi dell’O2. Produzione dei radicali liberi a livello mitocondriale: semiriduzione dell’ossigeno; formazione dell’anione superossido e del
radicale idroperossile; formazione del radicale idrossile: reazione di Haber-Weiss e reazione di Fenton. Produzione dei radicali liberi a livello microsomiale, ruolo del cit P450. Sistemi di difesa contro il danno ossidativo. Radiolisi dell’acqua e azione 'scavenger' del GSH. Danni causati dal radicale idrossile sui lipidi di membrana; perossidazione degli acidi grassi polinsaturi, ruolo della vit.E, del colesterolo e della vit.C; danni sugli acidi nucleici.

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • italiano
  • english

Esame orale con discussione scritta del metabolismo.

 

Attività di supporto

Il docente è a disposizione su appuntamento per ulteriori chiarimenti.

 

Testi consigliati e bibliografia

  • italiano

I testi base consigliati per il corso sono:
I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER- D.L. Nelson, M.M. Cox, 6° ed., Zanichelli Editore, 2014- Bologna.
BIOCHIMICA MEDICA –M.Lieberman and A.D.Marks, 2010 ed CEA
BIOCHIMICA – C.K. Mathews, K.E. van Holde, 2° ed. Casa Editrice Ambrosiana, 1998 – Milano.
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
1. Martinez-Cayuela M. - Oxygen free radicals and human disease. Biochimie. 1995;77(3):147-61. Review.
2. Storz G, Imlay JA. - Oxidative stress. Curr Opin Microbiol. 1999 Apr;2 (2):188-94. Review.
3. Costa V, Moradas-Ferreira P. - Oxidative stress and signal transduction in Saccharomyces cerevisiae: insights into ageing, apoptosis and diseases. Mol Aspects Med. 2001 ; 22: 217-46. Review.

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito:
http://lmbiologia.campusnet.unito.it/do/didattica.pl/Quest?corso=f882

 

Note

Gli studenti degli anni precedenti al 2015/16 si devono rivolgere alla prof.ssa Allegra entro il 29/04/2016.

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 20/05/2016 11:30
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