- Oggetto:
- Oggetto:
Strutturistica di macromolecole e Proteomica (dalla coorte immatricolati 2011/2012)
- Oggetto:
Macromolecular Structure and Proteomics
- Oggetto:
Anno accademico 2013/2014
- Codice dell'attività didattica
- MFN1291
- Docenti
- Dott. Giovanna Di Nardo
Prof. Francesca Valetti - Corso di studi
- [f008-c501] LM in Biologia Cellulare e Molecolare (Classe LM-06)
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- I semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Modalità d'esame
- Prova scritta finale unica con 2 domande, una sul modulo di strutturistica e una sul modulo di proteomica.
La commissione desame si riserva di avere una verifica orale al momento della registrazione del voto. - Prerequisiti
- Struttura delle proteine
Cristallografia ai raggi X, NMR, metodi di studio delle proteine
Chimica e funzione delle proteine
Conoscenza relazioni genoma-proteoma
Attività enzimatica e modifiche post traduz. - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso prevede che lo studente abbia una buona preparazione sulle conoscenze fondamentali della struttura proteica e dei metodi per la sua risoluzione per poter qui acquisire gli strumenti per la valutazione critica della struttura, espressione e funzione. Si forniscono inoltre le conoscenze di strumentazioni e tecniche impiegate e degli approcci concettuali per interpretare gli studi attuali nel campo della proteomica e dell’allestimento di protein array e protein chip.
Il corso fornisce agli studenti conoscenze dettagliate su:
- relazione struttura-funzione delle macromolecole biologiche
- studio del folding delle proteine
- evoluzione di strutture proteiche e di moduli proteici
- tecniche per lo studio del proteoma
- protein arrays e protein chips- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Acquisizione di competenze culturali integrate con riferimento a: Settore biomolecolare
Acquisizione di una preparazione scientifica avanzata a livello: chimico/biochimicoCAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Acquisizione di approfondite competenze applicative multidisciplinari per l’analisi biologica, di tipo metodologiche, tecnologico e strumentale, con riferimento a:
metodologia strumentale, strumenti analitici
tecniche di acquisizione e analisi dei dati
metodo scientifico di indagineAUTONOMIA DI GIUDIZIO
Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento a: Valutazione, interpretazione e rielaborazione di dati di letteraturaABILITÀ COMUNICATIVE
Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a: Comunicazione in forma fluente in una lingua straniera dell’UE utilizzando il lessico disciplinare
Capacità di illustrare i risultati della ricerca
Capacità di elaborare/presentare progetti di ricerca- Oggetto:
Programma
STRUTTURISTICA
Classificazione delle strutture proteiche secondo Linderström-Lang, struttura supersecondaria, classificazione dei domini proteici– Test di ingresso
Proteine di membrana
Risoluzione della struttura tramite cristallografia a raggi X
Risoluzione della struttura tramite NMR
Protein dynamics: misura tramite i tempi di rilassamento NMR e la fluorescenza risolta nel tempo
Predizione di funzioni proteiche tramite la sequenza e la struttura
Predizione di interazioni molecolari e struttura dei complessi proteici.
Esercitazioni pratiche di molecular modelling:
- costruzione e valutazione di modelli proteici
- ligand docking
- docking di proteine e domini
Esercitazione pratica di cristallizzazione del lisozima e calcolo di alcuni parametri cristallografici
Protein folding:
- concetti chiave e metodi
- Termodinamica
- Cinetica
- Effetto di denaturanti su folding e unfolding
- Il “molten globule”
- Folding funnels
- Folding patterns
- Protein misfolding e chaperons
- Proteins misfolding e patologie
Protein evolution:
- Struttura modulare delle proteine
- Evoluzione strutturale e funzionale di proteine
- Globine
- NAD binding domains di deidrogenasi
- Pigmenti visive e proteine correlate
PROTEOMICA
Patterns di espressione di proteine
Background tecnico su:
- 2DE
- DIGE
Scanning di gel 2DE, n. di replicati, analisi di immagine per
matching e analisi semiquantitativa
Spettrometria di massa (MS) per proteomica (Maldi, ESI, De novo sequencing). Analisi di dati.
ICAT e metodi quantitativi in spettrometria di massa Cromatografia liquida multidimensionale per proteomica (microcapillary liquid chromatography accoppiata con nanospray-ESI e tandem mass spectrometry) Shotgun approach
Modificazioni post-traduzionali: identificazione tramite proteomica (glicoproteomica, fosfoproteomica) con 2DE, MS e altre tecniche
Esempi di applicazioni della 2DE e MS a varie a caratterizzazioni di proteomica con finalità di ricerca e diagnostica in vari campi: presentazione di articoli recenti
Protein array e protein chip: overview sugli approcci disponibili e sui metodi di rilevamento del segnale (SELDI, SPR, fluorescenza).
Metodi di produzione di proteine per arrays, (high-throughput cloning of expression constructs)
Strategie di immobilizzazione e stabilizzazione di proteine per arrays e chip
Nanoarrays e nanotecnologie applicate allo sviluppo di protein chip
esempi di applicazioni di protein chip: presentazione di articoli recenti
Proteomica funzionale: activity based protein profiling (ABPP), teoria ed esempi
PROTEIN STRUCTURE
• Protein structure classification according to Linderström-Lang, superscondary structure, protein domain classification,
• Membrane proteins, Structure resolution by X-ray crystallography, Structure resolution by NMR, Protein dynamics: measurements by NMR relaxation and time-resolved fluorescence.
• Protein structure: comparison, classification and prediction. Prediction of protein function from sequence and structure
• Predicting molecular interactions and the structure of protein complexes
• Practical class molecular modelling: construction and evaluation of protein models, ligand docking , docking of protein structures and domains
• Protein folding: Key concepts and methods, Thermodynamics, Kinetics, Effect of denaturants on rates of folding and unfolding, The molten globule, Folding funnels, Folding patterns, Protein misfolding and chaperons, Proteins misfolding and disease
• Protein evolution: Modular structure of proteins- Evolution of protein structure and function- Globins- NAD binding domains of dehydrogenases- Visual pigments and related molecole
PROTEOMICS
• Introduction to the analysis of protein expression patterns in space and time.
• Technical background on electrophoretic methods-2DE-DIGE
• Obtaining and scanning gel maps, n. of replicates.Image analysis sofware for matching and semiquantitative analysis.
• Mass spectrometry (MS) for proteomics (Maldi, ESI, De novo sequencing). Data analysis. ICAT and quantitative methods in mass spectrometry.
• Multidimentional liquid chromatography for proteomics (microcapillary liquid chromatography coupled with nanospray-ESI and tandem mass spectrometry) Shotgun approach
• Examples of application of 2DE and MS for diagnostics and research: presentation of recent papers on various fields of proteomics research.
• Post translational modifications: identification by proteomics (glycoproteomics, phosphoproteomics) with 2DE, MS and other techniques
• Protein array and protein chip: overview on available approaches and detection (SELDI, SPR, fluorescence, ect..).
• Protein production for arrays, (high-throughput cloning of expression constructs) Immobilisation strategies and protein stabilisation for arrays and chips Nanoarrays and nanotechnologies applied to the development of protein chips
• Examples of protein chips applications: presentation of recent papers
• Functional proteomics: activity based protein profiling (ABPP), theory and examplesTesti consigliati e bibliografia
- Oggetto:
I testi base consigliati per il corso sono:
- A.M- Lesk: Introduction to protein science. Architecture, functions and genomics, Oxford University Press
- C.A. Orengo, D.T. Jones & J.M. Thornton: Bioinformatics. Genes, protein & Computers - BIOS Scientific Publisher Limited
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
- presentazioni powerpoint e appunti delle lezioni;
- articoli e reviews prese dalla letteratura come indicato durante le lezioni.
Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
www.expasy.ch- Oggetto: