Corso di laurea in Scienze Biologiche (L-13)

Chimica Biologica Metabolica I (corso B)

Anno accademico 2006/2007

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Obiettivi
L’allievo dovrà essere in grado di:
1. illustrare, con esempi, le principali reazioni enzimatiche del metabolismo;
2. conoscere la struttura e la funzione dei cofattori;
3. descrivere struttura e funzione di insulina, glucagone e adrenalina;
4. caratterizzare i diversi legami chimici, dando particolare risalto a quelli ad elevata energia libera di idrolisi;
5. descrivere le vie di utilizzo dei principali nutrienti e le alterazioni metaboliche;
6. conoscere il metabolismo ossidativo di carboidrati, lipidi e aminoacidi, mettendo in particolare risalto gli intermedi comuni e i loro diversi destini metabolici;
7. descrivere per ciascuna molecola “ad alta energia” il processo termodinamico di sintesi e degradazione;
8. illustrare i meccanismi bioenergetici alla base della sintesi dell’ATP;
9. descrivere le funzioni mitocondriali;
10. valutare e comparare i rendimenti energetici dei diversi metabolismi;
11. conoscere i concetti di base della compartimentazione cellulare;
12. descrivere i processi di biosintesi di carboidrati, lipidi e basi azotate;
13. descrivere dettagliatamente il catabolismo delle basi;
14. descrivere i processi di deaminazione degli aminoacidi, il trasporto dell’azoto e la sua eliminazione;
15. descrivere le interrelazioni metaboliche fra diversi tessuti, in funzione degli stati nutrizionali ed ormonali

Programma

ARGOMENTI DELLE LEZIONI FRONTALI

Princìpi di bioenergetica:
le basi termodinamiche della reazione enzimatica. Struttura e funzione dell'ATP, energia libera di idrolisi. composti fosforilati ad alta energia.

Metabolismo dei carboidrati:
Insulina, glucagone, adrenalina. Il glicogeno: struttura,degradazione e sintesi; regolazione ormonale del metabolismo del glicogeno; glicolisi, glicolisi aerobica e anaerobica, ciclo di Cori, destino del piruvato, ruolo dell’acetil-CoA, ciclo degli acidi tricarbossilici, biosintesi dei corpi chetonici.  Rendimento energetico del catabolismo del glucoso, sintesi di ATP a livello dei substrati. Via dei pentoso fosfati.          

Metabolismo dei lipidi:
la compartimentazione cellulare nel metabolismo lipidico. La beta-ossidazione degli acidi grassi e il rendimento energetico; destino metabolico del propionil-CoA; la beta-ossidazione degli acidi grassi polinsaturi e il rendimento energetico. Trasporto dell’acetilCoA, spola del citrato, enzima malico. Biosintesi degli acidi grassi.

Metabolismo della basi azotate:
biosintesi  e degradazione dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Metabolismo dell’acido urico. Sintesi dei desossiribonucleotidi. Sintesi del desossitimidilato.

Le funzioni mitocondriali:
il trasporto degli equivalenti riducenti dal citosol al mitosol; la catena respiratoria e la fosforilazione ossidativa; rendimento energetico delle diverse vie metaboliche.

Metabolismo dell'azoto:
processi di deaminazione e transaminazione degli aminoacidi; meccanismo di transaminazione, ciclo glucosio-alanina; ureogenesi.

ARGOMENTI DELLE ESERCITAZIONI

Studio con i modelli molecolari dei principali gruppi funzionali:
i divesi livelli di ossidazione dell’atomo di carbonio; costruzione con i modelli molecolari di alcoli, aldeidi, chetoni acidi carbossilici; reazioni di esterificazione; rstruttura delle anidridi e degli eteri; atomo di carbonio chirale, D- e L-gliceraldeide, configurazione cis e trans. Struttura del glucopiranoso, del fruttofuranoso e di un acido grasso saturo e insaturo.

Studio con i modelli molecolari della glicolisi:
studio applicativo della glicolisi, utilizzando un libro di testo e i modellini molecolari.

Studio con i modelli molecolari del ciclo degli acidi tricarbossilici:
studio applicativo del ciclo di Krebs, utilizzando un libro di testo e i modellini molecolari; considerazioni sulla prochiralità dell’acido citrico.

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
appunti delle lezioni.

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.med.unibs.it/~marchesi/subjects.html
http://web.mit.edu/esgbio/www/7001main.html
http://www.bdp.it/~trends10/targeon/vanna/biologic/biologic.htm
http://www.dica33.it/servizi/salute/alimenti/banca_dati/generi.asp

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