SCIENZE BIOMOLECOLARI, GENOMICHE E CELLULARI

Ex laurea magistrale in Biologia Molecolare

SISTEMI INORGANICI IN BIOLOGIA

Docenti: 
Crediti: 
6
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
CHIMICA GENERALE E INORGANICA (CHIM/03)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- Interpretare gli aspetti strutturali e funzionali di sistemi di coordinazione di rilevanza in biologia sulla base dei concetti fondamentali della chimica dei composti di coordinazione.
- Esemplificare tipologie di sistemi bioinorganici e classificarli utilizzando le classi di sistemi studiati
- Confrontare due diversi sistemi bioinorganici (es. due diverse metalloproteine) analizzandone analogie e differenze.

Prerequisiti

Conoscenze di base di Chimica Generale, Chimica Organica, e Biochimica.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso tratterà del ruolo dei metalli nei sistemi biologici e biomolecolari, con riferimenti in particolare al binding di substrati e all'attività catalitica di metalloproteine, e al ruolo dei centri metallici nel trasporto degli elettroni. Durante il corso verranno inoltre presentate le strategie di progettazione e riprogettazione delle proteine (protein design) con particolari riferimenti alle metalloproteine.

Una parte del corso (1 CFU) verrà svolta sotto forma di esercitazioni pratiche sia in laboratorio (principalmente studi di metalloproteine) sia su software per lo studio di sistemi bioinorganici.

Argomenti:

Introduzione agli argomenti del corso
Composti di coordinazione (o complessi) - Teoria generale
Lezioni introduttive e richiami di chimica generale
Rilevanza biologica dei metalli
Composti di coordinazione e teoria del campo dei leganti
Tecniche spettroscopichge di caratterizzazione di proteine e metalloproteine
Trasferimenti di elettroni in biologia
Stabilità dei composti di coordinazione
Velocità delle reazioni
Siti attivi di metalloproteine e metalloenzimi
Protein Design e Metalloprotein Design

Introduzione alle esercitazioni di laboratorio

Esercitazione 1. Caratterizzazione spettrofotometrica e CD dell’albumina del siero (SA) e dei suoi addotti con Cu(II) e Cu(I)
Esercitazione 2. Titolazione spettrofotometrica di Citocromo c
Esercitazione 3. Utilizzo di FoldIt per la progettazione di proteine

Bibliografia

Per la parte introduttiva e la parte generale di Composti di Coordinazione:
Peter William Atkins, Tina Overton, Jonathan Rourke, Mark Weller, Fraser Armstron - Chimica inorganica – Zanichelli - 2012

Per le parti di Composti di coordinazione – Rilevanza biologica, Localizzazione e movimentazione dei metalli nei sistemi biologici, Trasferimenti di elettroni , Metalloproteine e metalloenzimi:
Mark Weller, Tina Overton, Jonathan Rourke, Fraser Armstrong – Inorganic Chemistry – Oxford - 2018

Per la parte di Protein Design e Metalloprotein Design:
Review proposte dal docente

Slides delle lezioni fornite dal docente e disponibili in rete

Metodi didattici

Le lezioni saranno principalmente lezioni frontali, durante le quali si cercherà di incentivare la discussione critica da parte degli studenti. Durante alcune lezioni verranno svolte delle esercitazioni guidate, o affrontati dei casi di studio. (5 CFU)
Esercitazioni pratiche di Laboratorio (1 CFU)
Le slides utilizzate dal docente verranno caricate su piattaforma Elly e saranno scaricabili previo accesso con le proprie credenziali.
Le slides saranno utilizzabili come materiale didattico per preparare la prova finale.

Modalità verifica apprendimento

Una prova orale che si svolgerà come segue:
Presentazione della proteina, domande di collegamento con gli argomenti del corso.
Durante la prova lo studente dovrà dimostrare di avere compreso i fondamenti della Chimica di coordinazione, con riferimento particolare ad esempi tratti dai sistemi biologici.

Altre informazioni

E’ prevista una parte di lavoro su PC (Presentazione relativa a una proteina, sezione tratta da Handbook of Metalloproteins)