- Oggetto:
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STRUTTURISTICA DI BASE DI MACROMOLECOLE
- Oggetto:
STRUCTURE OF MACROMOLECULES AND PROTEOMICS
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- SVB0029C
- Docente
- Dott. Giovanna Di Nardo
- Insegnamento integrato
- LABORATORIO BIOMOLECOLARE (SVB0029)
- Corso di studi
- Scienze Biologiche D.M. 270
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Da definire
- Tipologia
- Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 3
- 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
- Oggetto:
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.
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Modalità di insegnamento
Lezioni fronatli: 12 ore; Esercitazioni di laboratorio: 12 ore.
A causa dell'emergenza COVID-19, le lezioni si svolgeranno live streaming su webex. Verranno inoltre registrate e messe a disposizione sulla piattaforma Moodle il giorno della lezione.
Le esercitazioni obbligatorie saranno organizzate in piccoli gruppi in laboratorio a seconda delle regole date dalla situazione sanitaria e, in ogni caso, accessibili live streaming su webex e registrate per essere disponibili sulla piattaforma Moodle.
La frequenza ai laboratori deve essere almeno del 75%.
Lectures: 12 hours; Practicals: 12 hours
Due to the COVID-19 emergency, the lessons will take place live streaming on webex. They will also be registered and made available on the Moodle platform on the day of the lesson. The mandatory practicals will be organized in small groups in the laboratory according to the rules given by the sanitary situation and, in any case, accessible live streaming on webex and registered to be available on the Moodle platform. The attendance of the practicals must be at least 75%.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
Sia nel caso di esami in presenza, sia nel caso di esami a distanza, il test in itinere sulla parte pratica e il test final sulla parte teorica vengono svolti su piattaforma moodle. Nel caso in cui gli esami vengano svolti a distanza, la supervisione degli studenti verrà effettuata tramite piattaforma Webex.
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.
Both in the case of exams in the classroom and in the case of distance exams, the test on the practical part and the final test on the theoretical part are carried out on the moodle platform. In the event that the exams are conducted remotely, students will be supervised via the Webex platform.
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.
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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
Testi consigliati e bibliografia
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- 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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