Università degli studi dell'Insubria

ADVANCED BIOCHEMISTRY AND BIOCHEMICAL METHODS

A.A. di erogazione 2018/2019

Laurea Magistrale in CHIMICA
 (A.A. 2017/2018)

Docenti

Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Settore disciplinare: 
CHIMICA ORGANICA (CHIM/06)
Lingua: 
Inglese
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
64
Dettaglio ore: 
Lezione (64 ore)

Conoscenza e capacità di comprensione delle relazioni tra struttura molecolare e/o cristallina e proprietà macroscopiche di macromolecole biologiche, di loro complessi e dei complessi tra macromolecole e piccole molecole di interesse fisiologico e farmaceutico.
Conoscenza e capacità di applicazione delle tecniche separative preparative ed analitiche utilizzate nello studio di sistemi biologici.
Conoscenza e capacità di applicazione delle più comuni tecniche di biologia molecolari per l’ingegnerizzazione di sistemi cellulari.

Le basi di biochimica e chimica analitica acquisite nella laurea triennale nella classe delle lauree in scienze e tecnologie chimiche (L27) sono sufficienti per un proficuo apprendimento dell’insegnamento.

PARTE I – Biochimica Strutturale (2 CFU)
Struttura e funzione: Principi di cristallografia di proteine. Principi di spettroscopia NMR di proteine. Principi di cryoelectron microscopy. Organizzazione strutturale delle proteine. Cooperatività e allosteria. Denaturazione e folding.
Analisi delle strutture: Principali database di sequenze e strutture proteiche. Classificazione gerarchica delle proteine. Esempi dei principali fold proteici. Visualizzazione ed analisi dei modelli tridimensionali. Costruzione di modelli computazionali di strutture proteiche mediante Homology Modeling e Fold Recognition. Simulazione dell’interazione ligando-recettore con tecniche Monte-Carlo Simulated Annealing. Analisi di strutture in aula informatica.
Esempi di analisi di famiglie strutturali di interesse farmaceutico: Le proteine del sistema immunitario. I recettori canale. I recettori legati alle proteine G. I recettori con attività tirosina-chinasica intrinseca.
PARTE II – Metodologie Biochimiche di Base (2 CFU)
Metodi fisici: Centrifughe e sedimentazione. Frazionamento subcellulare. Centrifuga analitica.
Metodi immunochimici: Anticorpi. Immunodiffusione. Immunoprecipitazione. RIA. ELISA. Co-Immunoprecipitazione. Atomic force microscopy.
Metodi ottici: Metodi colorimetrici per dosaggi quantitativi e cinetici. Vitalità cellulare. Citofluorimetria. Affinità ligando-recettore. Dicroismo circolare di proteine. Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET). Raman e resonance Raman. Surface Plasmon Resonance. Il microscopio ottico. Immunofluorescenza. Immunocitochimica.
PARTE III – Separazione ed analisi di miscele proteiche (3 CFU)
Cromatografia di proteine. Precipitazione, salting out e desalting. Cromatografia di gel-filtrazione. Cromatografie di scambio ionico. Cromatografia per interazione idrofobica (HIC) e idrofilica (HiliC). Cromatografia di affinità. Cromatografia in fase inversa di miscele peptidiche. Determinazione della sequenza peptidica (degradazione di Edman).
Elettroforesi di proteine: Principi di separazione in gel. Supporti (acetato di cellulosa, gel di agarosio, gel di poliacrilamide). PAGE nativa e SDS-PAGE. Western blotting. Isoelettrofocalizzazione. Elettroforesi bidimensionale. Elettroforesi capillare.
Spettrometria di massa di peptidi e proteine: Sorgenti compatibili con biomolecole (MALDI, ESI). Principali analizzatori (TOF, quadrupolo, trappola ionica, orbitrap). Tecniche di frammentazione (CID, ECD). Data-dependent acquisition vs. data-independent acquisition. Proteomica shotgun e identificazione dei peptidi. Metodi di proteomica quantitativa. Labeling isotopico. Multiple Reaction Monitoring.
PARTE IV – Acidi Nucleici (1 CFU)
Metodi di biologia molecolare: Ingegneria genetica. Clonaggio. Transfezione. Estrazione di DNA e RNA. Southern blot e Northern blot. Reazione a catena della DNA polimerasi. Metodi quantitativi q-RT-PCR.
Genomica, trascrittomica e next generation sequencing: Sequenziamento di Sanger. DNA microarrays. Next generation sequencing. Single molecule sequencing. Epigenetica e epigenomica.

La trasmissione dei contenuti avviene integrando lezioni in aula, visite didattiche, lavoro individuale su articoli forniti dal docente, discussione collettiva di specifici esempi. Il calendario viene concordato con gli studenti in modo da garantire la partecipazione alle attività di lavoro individuale e collettivo.

La prova di esame di profitto avviene secondo la modalità del Journal Club. Ogni studente può scegliere un articolo transdisciplinare attinente agli argomenti del corso tra quelli proposti dal docente e deve presentare non solo i contenuti dell’articolo scelto ed una breve analisi dello stato dell’arte, ma anche e soprattutto un’analisi critica dei contenuti, prendendo in considerazione l’attinenza delle conclusioni tratte dagli autori con le osservazioni riportate nella pubblicazione, compreso il materiale supplementare.

M Williamson, Come funzionano le proteine, Zanichelli, 2013
M Duranti, Introduzione allo studio delle proteine, Zanichelli, 2016
MC Bonaccorsi di Patti et al., Metodologie Biochimiche, Casa Editrice Ambrosiana, 2012

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE