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Oggetto:
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STRUTTURISTICA DI MACROMOLECOLE E PROTEOMICA

Oggetto:

STRUCTURE OF MACROMOLECULES AND PROTEOMICS

Codice attività didattica
MFN1291
Docenti
Prof.ssa Giovanna Di Nardo
Prof. Sheila Sadeghi
Corso di studio
[f008-c501] LM in Biologia Cellulare e Molecolare (Classe LM-06)
Anno
2° 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
Oggetto:

Sommario insegnamento

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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
The course provide the student a good preparation on the fundamental knowledge of protein structure and pf the methods for its resolution to acquire the tools for critical evaluation of the structure, expression and function of biomacromolecules. It also provide the knowledge of instrumentation and techniques employed and conceptual approaches to interpret current studies in the field of proteomics and equipment of protein arrays and protein chips. The course provides students with detailed knowledge of: - Structure-function relationships of biological macromolecules - The study of protein folding - Evolution of protein structures and protein modules - Techniques for the study of the proteome - Protein arrays and protein chips

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 examples.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto. Test di verifica sulla parte di esercitazioni.
Written examination. Test on the practical part.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:


- 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.


- A.M-Lesk: Introduction to protein science. Architecture, functions and genomics, Oxford University Press
- AC supply Orengo, D.T. Jones & J.M. Thornton: Bioinformatics. Genes, protein & Computers
- BIOS Scientific Publishers Limited It 'strongly advised to use the following material for insights and additions:
- Powerpoint presentations and lecture notes;
- Articles and reviews taken from the literature as shown in class.



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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina

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    Ultimo aggiornamento: 04/06/2019 12:36
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