BIOCHIMICA
Anno accademico 2026/2027 - Docente: AGATINA CAMPISIRisultati di apprendimento attesi
Fornire agli studenti adeguate informazioni sulle principali vie metaboliche e sui processi biochimici che si verificano nell’organismo umano.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell’insegnamento lo studente conoscerà i principi molecolari che regolano la struttura e la funzione delle principali biomolecole, la catalisi enzimatica, la bioenergetica, le principali vie metaboliche e i meccanismi di regolazione e integrazione del metabolismo.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per interpretare la cinetica enzimatica, analizzare le principali vie metaboliche e individuarne i punti di regolazione. Sarà inoltre in grado di applicare i principi biochimici all’interpretazione di semplici modificazioni metaboliche associate a differenti condizioni fisiologiche.
3. Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di selezionare e organizzare le informazioni rilevanti per l’analisi di un processo biochimico, valutando le relazioni tra modificazioni molecolari, regolazione metabolica e conseguenze funzionali. Sa distinguere gli elementi essenziali di un problema biochimico e formulare interpretazioni coerenti con le conoscenze acquisite.
4. Abilità comunicative
Lo studente sarà in grado di esporre processi e meccanismi biochimici in modo chiaro e strutturato, utilizzando correttamente la terminologia scientifica e rappresentando le relazioni tra le diverse fasi di un processo o di una via metabolica.
5. Capacità di apprendimento
Lo studente svilupperà un metodo di studio che gli consentirà di integrare conoscenze provenienti da differenti ambiti della biochimica e di utilizzare testi specialistici e fonti scientifiche per approfondire autonomamente gli argomenti dell’insegnamento e acquisire nuove conoscenze.Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L’insegnamento, di 9 CFU, prevede 63 ore di lezioni frontali. Le lezioni sono svolte con modalità partecipativa, mediante l’impiego di presentazioni PowerPoint e strumenti multimediali, e sono finalizzate alla comprensione e all’integrazione dei concetti biochimici. Le presentazioni PowerPoint predisposte e fornite dal docente integrano i libri di testo indicati e costituiscono un supporto allo studio individuale. Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale, al fine a programmare eventuali misure compensative e/o compensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. Lo studente può rivolgersi anche al Docente referente CInAP (Centro per l'integrazione Attiva e Partecipata- Servizi per la Disabilià e/o i DSA) del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute, prof.ssa Santina Chiechio.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di base di Biologia, di Chimica generale ed inorganica e di Chimica organica.
Frequenza lezioni
La frequenza è obbligatoria (almeno al 70 % delle lezioni) secondo le norme del Regolamento didattico del CdS in CTF come riportato nel seguente link: http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf/regolamento-didattico.
Contenuti del corso
AMINOACIDI. Struttura, classificazione, funzioni, proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi: solubilità, proprietà acido-basiche, proprietà ottiche.
PEPTIDI E PROTEINE. Legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proprietà chimico-fisiche delle proteine; peso molecolare, punto isoelettrico, solubilità. Denaturazione e rinaturazione delle proteine. Il folding delle proteine. Dominio e motivo proteico. Proteine fibrose: struttura di alfa-cheratina, collagene e fibroina della seta. Cromoproteine trasportatrici di ossigeno: mioglobina ed emoglobina; differenze strutturali e funzionali; fattori che influenzano il legame dell'emoglobina all'ossigeno; comportamento allosterico dell'emoglobina; ruolo dell'emoglobina nel trasporto dell'anidride carbonica; azione tampone dell'emoglobina; forme fisiologiche e varianti patologiche dell'emoglobina.
ENZIMI: Nomenclatura e classificazione. Proprietà generali: capacità catalitica, specificità nei confronti del substrato, effetto sull'energia di attivazione della reazione. Cofattori enzimatici: ioni metallici e coenzimi. Proprietà e conformazione del sito attivo, modelli di interazione enzima-substrato, legami coinvolti nella formazione del complesso enzima-substrato. Fattori che influenzano la velocità delle reazioni enzimatiche. Cinetica delle reazioni enzimatiche: costante di Michaelis-Menten. Equazione di Lineweaver-Burk. Unità enzimatica, attività specifica. Inibizione enzimatica. Meccanismi di regolazione enzimatica: regolazione della sintesi (induzione e repressione) e della degradazione. Regolazione dell'attività enzimatica: modificazioni covalenti degli enzimi. Isoenzimi.
VITAMINE. Vitamine liposolubili (A, D, K, E) ed idrosolubili (vitamina C e vitamine del gruppo B).
METABOLISMO. Vie anaboliche, cataboliche ed anfiboliche.
METABOLIMO GLUCIDICO. Richiami sulla struttura e proprietà dei principali monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi. Digestione ed assorbimento dei glucidi. I trasportatori GLUT. Glicolisi. Fermentazione lattica e alcolica. Gluconeogenesi. Ciclo di Cori. Ciclo glucosio-alanina. Shunt del pentoso fosfato. Metabolismo del glicogeno. Metabolismo del fruttosio, mannosio e galattosio.
CICLO DEGLI ACIDI TRICARBOSSILICI. Trasporto del piruvato nei mitocondri. Piruvico deidrogenasi e meccanismo d’azione.
BIOENERGETICA MITOCONDRIALE. Reazioni di ossido-riduzione di interesse biologico. Trasporto di metaboliti attraverso la membrana mitocondriale interna. Trasferimento degli equivalenti riducenti dal citoplasma ai mitocondri (sistemi navetta). La catena respiratoria ed i suoi componenti. Regolazione dell’attività respiratoria. Struttura e funzione dell’ATP sintasi. Disaccoppianti della fosforilazione ossidativa. Principali inibitori della catena di trasporto di elettroni.
METABOLISMO DEI LIPIDI. Richiami sulle strutture e proprietà di acidi grassi, acilgliceroli, fosfolipidi e colesterolo. Digestione ed assorbimento dei lipidi. Chilomicroni e lipoproteine plasmatiche. Ossidazione delle principali classi di acidi grassi (pari e dispari, saturi ed insaturi). Formazione di corpi chetonici in condizioni normali e patologiche. Lipogenesi. Biosintesi del colesterolo e sua regolazione. Malattie da alterato metabolismo dei lipidi (dislipidemie e aterosclerosi).
METABOLISMO PROTIDICO. Digestione ed assorbimento dei protidi. Transaminazione e decarbossilazione degli aminoacidi. Deaminazione ossidativa e non ossidativa. Ciclo dell’urea. Degradazione ossidativa dello scheletro carbonioso degli aminoacidi.
METABOLISMO DELL’EME. Biosintesi e degradazione dell’eme, itteri, porfirie.
METABOLISMO DEI NUCLEOTIDI. Metabolismo dei nucleotidi e sua regolazione: biosintesi ex-novo dei nucleotidi purinici e pirimidinici, vie di recupero, uricogenesi. Gotta, sindrome di Lesch-Nyhan.
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TRASMISSIONE DEL SEGNALE. Classificazione di ormoni e recettori cellulari. Vie di trasduzione dei segnali ormonali.
INTEGRAZIONE DEL METABOLISMO. Inter-relazioni metaboliche tra i vari organi.
RADICALI LIBERI E MECCANISMI DI DIFESA. Definizione e caratteristiche fisico-chimiche dei radicali liberi, produzione endogena, tossicità e meccanismi di difesa (enzimatici e non enzimatici).
METABOLISMO DELL’ETANOLO.
Testi di riferimento
1. Nelson D.L., Cox M.M. I principi di Biochimica di Lehninger. Edizione VIII. Ed. Zanichelli.
2. Siliprandi N., Tettamanti G. Biochimica Medica. Edizione IV. Ed. Piccin.
3. Voet D., Voet J.V., Pratt C.W. Fondamenti di Biochimica. Edizione IV. Ed. Zanichelli.
4. Berg J.M., Tymozcho B.J.L, Gatto G.J, Stryer L. Biochimica. Edizione VIII. Zanichelli
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Amminoacidi, peptidi e proteine. Struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria delle proteine e legami stabilizzanti tali strutture .Proteine fibrose e proteine globulari. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 3: pag. 73-104. Capitolo 4: pag. 111-141. |
| 2 | Eme Porfirine e gruppo eme. Struttura della mioglobina, dell’emoglobina e delle catene globiniche. classificazione delle catene globiniche. Curva di saturazione con ossigeno dell’emoglobina e della mioglobina. L’emoglobina come proteina allosterica. Struttura dell’ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr; 2,3 BPG. Emoglobina e trasporto ematico della CO2. Emoglobina e regolazione dell’equilibrio acido-base. Emoglobina fetale. Basi molecolari delle emoglobinopatie e talassemie. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 5: pag 155-172. |
| 3 | Vitamine e coenzimi. | Siliprandi N. Edizione IV. Ed. Piccin. Capitolo 8 pag 159-205 |
| 4 | Enzimi: definizione, distribuzione, nomenclatura, meccanismo d’azione, specificità, affinità, isoenzimi, sistemi multi-enzimatici. Cinetica enzimatica: meccanismi catalitici, fattori che influenzano la velocità di reazione, determinazione dell’attività enzimatica e della costante di Michaelis-Menten. Diagramma di Lineweaver-Burk o diagramma dei doppi reciproci. | Nelson D.L., Cox M.M.VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 6: pag. 187-234. |
| 5 | Fattori che influenzano l'attività enzimatica. Inibizione enzimatica, regolazione degli enzimi: allosterica, multipla, modificazioni covalenti, associazione/dissociazione, induzione. | Nelson D.L., Cox M.M.VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 6 pag 224-233. |
| 6 | Metabolismo energetico: Catena respiratoria mitocondriale e sua regolazione, inibitori e disaccoppianti; controllo respiratorio; disaccoppianti. | Nelson D.L., Cox M.M.VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 19 pag 685-718. |
| 7 | Acidi nucleici: DNA e RNA: Strutture e funzioni. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 25 pag 947-1025. |
| 8 | Caratteristiche generali della trasduzione dei segnali. Vie di trasduzione dei segnali. Recettori a sette tratti transmembrana, proteine G, enzimi effettori (adenilato ciclasi, fosfolipasi C), secondi messaggeri (cAMP, IP3, DAG, Ca2+). Ciclo dei fosfoinositidi. PKA e PKC. GMP ciclico e NO. Recettori ad attività tirosin chinasica. Cascate chinasiche. Via delle MAP chinasi. Regolazione della trascrizione da parte di ormoni steroidei. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 12 pag 429-478. |
| 9 | Effetti metabolici e fisiologici, recettori, vie di trasduzione del segnale dei seguenti ormoni: insulina, glucagone, adrenalina, cortisolo. | Voet D. Capitolo 13 pag 428-468 |
| 10 | Metabolismo glucidico e sua regolazione: Digestione ed assorbimento dei glucidi; glicogenosintesi, glicogenolisi, glicolisi, ciclo di Krebs, via dei pentosi, gluconeogenesi. Metabolismo dell’acido glucuronico, del fruttosio e del galattosio. Formazione di altri monosaccaridi a partire dal glucosio. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 14 pag 533-574. |
| 11 | Metabolismo lipidico e sua regolazione: Funzioni e classificazione dei lipidi; Trasporto dei lipidi nel sangue (lipoproteine plasmatiche); Beta-ossidazione, alfa-ossidazione e omega-ossidazione degli acidi grassi saturi. Chetogenesi ed utilizzazione dei corpi chetonici. Lipogenesi. Biosintesi del colesterolo e sua regolazione; Malattie da alterato metabolismo dei lipidi (dislipidemie e aterosclerosi). | Nelson D.L., Cox M.M..VIII. Ed. Zanichelli. Capitlo 17 pag 625-645 |
| 12 | Metabolismo protidico e sua regolazione: transaminazione, decarbossilazione, desaminazione. Destino metabolico dell’ammoniaca, ciclo dell’urea, metabolismo dei principali aminoacidi (cisteina, valina, leucina, isoleucina, lisina, poliamine, aspartato, glutammato, fenilalanina e tiroxina). | Nelson D.L., Cox M.M.VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 18 pag 651-680. |
| 13 | Metabolismo dell’eme: biosintesi, degradazione, itteri, porfirie. | Nelson D.L., Cox M.M.VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 22 pag 823-852. |
| 14 | Metabolismo dei nucleotidi e sua regolazione: biosintesi ex-novo dei nucleotidi purinici e pirimidinici, vie di recupero, uricogenesi. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 22 pag 853-864. |
| 15 | Processi di detossificazione. Metabolismo epatico dell’etanolo. Radicali liberi e meccanismi di difesa: definizione e caratteristiche fisico-chimiche dei radicali, formazione endogena dei radicali e tossicità, sistemi antiossidanti enzimatici e non enzimatici, patologie ad etiologia radicalica. | Nelson D.L., Cox M.M. VIII. Ed. Zanichelli. Capitolo 13 pag 487-525. |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento sarà orale e verterà esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Le domande sono mirate alla valutazione ragionata della conoscenza del programma svolto.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale, in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CinAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o DSA) del Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).
Criteri di valutazione
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Voto |
Italiano |
Inglese |
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Non idoneo |
Conoscenza e comprensione argomento: significative carenze e imprecisioni Capacità di analisi e sintesi: irrilevanti, frequenti generalizzazioni Utilizzo di referenze: completamente inappropriato |
Knowledge and understanding of the topic: significant shortcomings and inaccuracies Ability to analyze and synthesize: irrelevant with frequent generalizations Use of references: completely inappropriate |
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18-20 |
Conoscenza e comprensione argomento: molto modesto, imperfezioni evidenti Capacità di analisi e sintesi: appena sufficienti Utilizzo di referenze: appena appropriato |
Knowledge and understanding of the topic: very modest with evident imperfections Analysis and synthesis skills: barely adequate Use of references: just appropriate |
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21-23 |
Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza poco più che sufficiente Capacità di analisi e sintesi: discreta capacità di analisi e sintesi, argomenta in modo logico e coerente Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard |
Knowledge and understanding of the topic: knowledge is slightly above the minimum acceptable level Ability to analyze and synthesize: a fair bility to analyze and synthesize information, presenting arguments in a logical and coherent manner Using references: use standard references |
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24-26 |
Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza buona Capacità di analisi e sintesi: ha buone capacità di analisi e di sintesi buone, gli argomenti sono esposti coerentemente Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard |
Knowledge and understanding of the topic: good knowledge Analysis and synthesis skills: good analytical and synthesis abilities, arguments are presented consistently Using references: use of standard references |
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27-29 |
Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza più che buona Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi Utilizzo di referenze: ha approfondito gli argomenti |
Knowledge and understanding of the topic: knowledge more than good Ability to analyze and synthesize: considerable abilities of analysis and synthesis Use of references: the topic has been explored in depth |
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30-30 e lode |
Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza ottima Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi Utilizzo di referenze: significativi approfondimenti |
Knowledge and understanding of the topic: excellent knowledge Ability to analyze and synthesize: excellent abilities of analysis and synthesis Use of references: important insights |
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
1. Cinetica enzimatica. Glicolisi. Ciclo di Krebs. Beta-ossidazione degli acidi grassi. Destino dell'ammoniaca.
2. Emoglobina e Mioglobina. Glicogenosintesi e glicogenolisi. Regolazione della glicemia. Deaminazione.
3. Enzimi allosterici. Gluconeogenesi. Beta-pssidazione degli acidi grassi. Chetogenesi. Transaminasi.