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Oggetto:
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STRUTTURISTICA DI BASE DI MACROMOLECOLE

Oggetto:

STRUCTURE OF MACROMOLECULES AND PROTEOMICS

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
SVB0029C
Docente
Prof.ssa Giovanna Di Nardo
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
3
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Tipologia unità didattica
modulo
Insegnamento integrato
LABORATORIO BIOMOLECOLARE (SVB0029)
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Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Questo insegnamento concorrre agli obiettivi formativi dell'area della strutturistica macromolecolare. Lo studente acquisisce gli elementi di base per capire la funzione delle molecole biologiche sulla base della loro struttura chimica e tridimensionale. Acquisisce esperienza diretta sulla visualizzazione e l'analisi della struttura 3D di proteine. Inoltre, vengono forniti gli elementi teorici di base per la cristallografia ai raggi x e la risonanza magnetica nucleare (NMR) applicati allo studio della struttura delle macromolecole biologiche.

This teaching contributes to the educational objectives of the area of ​​macromolecular structure. The student acquires the basic elements to understand the function of biological molecules based on their chemical and three-dimensional structure. The student aquires direct experience on visualization and analysis of protein structures. Moreover, the theoretical and fundamental elements of  crystallography and nuclear magnetic resonance applied to the study of the 3D structure of biomacromolecules are provided.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. Conoscenza dei diversi livelli strutturali delle proteine e loro rappresentazione grafica. Interpretazione in termini  strutturali del ripiegamento nello spazio della catena polipeptidica. Interpretazione in termini funzionali i siti di legame e i siti catalitici di proteine/enzimi partendo  dalla natura degli amino acidi che li costituiscono.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Visualizzare, calcolare e studiare le strutture proteiche con l'uso della grafica molecolare.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Riconoscimento di molecole e di strutture in basi di dati o in rappresentazione grafica.
Interpretazione di protocolli di base di biologia molecolare.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Elaborato scritto illustrato sull'analisi di una struttura proteica.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Familiarità con banche dati proteiche e strumenti disponibili in rete.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Knowledge of the different structural levels of proteins and their graphic representation.

Structural interpretation of the folding of the polypeptide chain in 3D space.

Interpretation in terms of functional binding sites and catalytic sites of proteins / enzymes, starting from the nature of the amino acids that constitute them.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Visualize, calculate and study the protein structures with the use of molecular graphics.

JUDGEMENT

Recognition of molecules and structures in databases or in graphical representation.

COMMUNICATION SKILLS

Written report on the analysis of a protein structure.

 LEARNING SKILLS

Familiarity with protein databases and tools available on the web.

Oggetto:

Programma

  • Amminoacidi: proprietà e classificazione.
  • Il legame peptidico e la struttura primaria.
  • Gli angoli ψ, φ e il plot di Ramachandran.
  • Elementi della struttura secondaria delle proteine.
  • I principali motivi strutturali: esempi di motivi conservati.
  • Predizione della struttura secondaria delle proteine.
  • Struttura terziaria e quaternaria.
  • Il folding delle proteine.
  • Forze che guidano il folding.
  • I domini: classificazione e significato funzionale di alcuni domini conservati.
  • Fondamenti di NMR e crio-EM.
  • Fondamenti di cristallografia.
  • Strumenti bioinformatici: visualizzazione di proteine tramite pdb viewer, modelling per omologia.
  • Banche dati proteiche
  • Expasy: mezzi per l'analisi della sequenza proteica
  • Utilizzo del software UCSF Chimera per la visualizzazione e l'analisi di strutture proteiche

  • Amino acids: properties and classification.
  • The peptide bond and the primary structure.
  • The angles ψ, φ and the Ramachandran plot.
  • Elements of the secondary structure of proteins.
  • The main structural motifs: Examples of conserved motifs.
  • Prediction of the secondary structure of proteins.
  • Tertiary and quaternary structure.
  • The protein folding.
  • Forces driving the folding.
  • Domains: classification and functional significance of some conserved
    domains.
  • Basics of NMR and cryo-EM.
  • Fundamentals of crystallography.
  • Bioinformatics tools: display of proteins by pdb viewer, for homology
    modeling.
  • Protein databases
  • ExPASy: the means for the analysis of protein sequence
  • Use of the software UCSF Chimera for visualization and analysis of protein
    structures
Oggetto:

Modalità di insegnamento

Lezioni fronatli: 12 ore; Esercitazioni di laboratorio: 12 ore.

Tutte le lezioni e le esercitazioni si terranno in presenza. La modalità a distanza (in streaming) potrà essere introdotta su indicazione dell'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

La frequenza ai laboratori deve essere almeno del 75%.

Lectures: 12 hours; Practicals: 12 hours

All lessons and practicals will be delivered in presence. Alternative online teaching (by streaming) may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

The attendance of the practicals must be at least 75%.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Il test in itinere sulla parte pratica e il test final sulla parte teorica vengono svolti su piattaforma moodle. 

Gli esami saranno esclusivamente in presenza, con la sola eccezione per gli studenti e le studentesse che autodichiarano, in relazione al Covid-19, fragilità personale o positività.

Dopo la parte esercitativa, viene svolto un test interattivo pratico su un articolo di una struttura proteica, che richiede anche l'utilizzo del software UCSF Chimera per immagini e calcoli. Il voto acquisito in questo quiz rappresenta il 50% del voto sul modulo di Strutturistica.

Al termine dell'insegnamento, viene eseguito un test con 10 domande chiuse o a risposta breve (ogni domanda vale 3 punti) sulla piattaforma Moodle sulla parte teorica del modulo, svolta durante le lezioni. Il voto del test vale il 50% del voto finale sul modulo.

Il voto finale del modulo è espresso in 30esimi e viene mediato con i risultati degli altri due moduli.

E' possibile integrare le due parti con un esame orale.

The test on the practical part and the final test on the theoretical part are carried out on the moodle platform. 

Exams will take place exclusively in presence with the only exception of students who self-declare, in relation to Covid-19, personal fragility or positivity. Remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic. 

After the practical session, an interactive test is carried out on an article of a protein structure, which also requires the use of UCSF Chimera software for images and calculations. The result of this test represents the 50% of the final grade on the module Structure of Macromolecules.

At the end of the course, a test is performed with 10 closed questions or a short answer (each question is worth 3 points) on the Moodle platform on the theoretical lectures of the module, carried out during the lessons. The grade of the test counts for the 50% of the final one for the module.

The final grade will be expressed in a maximum of 30 and it is averaged with the grades from the other 2 modules of the course.

It is possible to integrate the two parts with an oral examination.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

- Branden e Tooze: Introduction to protein structure . Second Edition - Garland Publ Inc.

- Slides delle lezioni

- Tutorial di laboratorio

- Branden e Tooze: Introduction to protein structure . Second Edition - Garland Publ Inc.

- Lectures slides

- Practicals tutorial





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    Ultimo aggiornamento: 02/09/2022 09:08
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