BIOCHEMISTRY
Academic Year 2023/2024 - Teacher: Valeria SORRENTIExpected Learning Outcomes
The aim of the course is to provide the student with the elements for understanding the biochemical and molecular mechanisms of cellular metabolism and its regulation with particular regard to the biochemical processes influenced by the chemical species present in the environment and in food.
Course Structure
Face-to-face lesson (56 hours).Should teaching be carried out in mixed mode or remotely, it may be necessary to introduce changes with respect to previous statements, in line with the programme planned and outlined in the syllabus.
Information for students with disabilities and/or SLD:
To guarantee equal opportunities and in compliance with the laws in force, interested students can request a personal interview in order to plan any compensatory and / or dispensative measures, based on educational objectives and specific needs. It is also possible to contact the CInAP referent teacher (Center for Active and Participatory Integration - Services for Disabilities and / or DSA) of our Department, Prof. Teresa Musumeci.
Detailed Course Content
Composition and organization of living matter. Chemical composition of the cell: water, minerals, amino acids, proteins, lipids, carbohydrates, nucleic acids.
Amino Acids and Proteins: Peptide bond, structures and functions of proteins, allosteric proteins, haemoglobin, myoglobin and cytochromes.
ENZYMES: Mechanisms of Enzyme Action , Properties of Enzymes, Inhibition of Enzymes, Regulation of Enzyme Activity, Allosteric Control of Enzyme Activity, Coenzymes: Structure and Function.
INTRODUCTION TO METABOLISM
Carbohydrate Metabolism:
The Glycolytic Pathway, Enzymatic and hormonal Regulation of the Glycolytic Pathway, Gluconeogenesis, Glycogenolysis and Glycogenesis, Oxidative Pyruvate decarboxylation , The Tricarboxylic Acid Cycle, Pentose Phosphate Pathway.
Bioenergetics and Oxidative Metabolism:
Structure and Compartimentation of the Mitochondrial Membranes, Electron Transfer, Oxidative Phosphorylation, Mitochondrial ATP Synthesis, Photosynthesis, Oxygen free radicals production and defence mechanisms.
Lipid Metabolism:
Synthesis and Degradation of Lipids, Enzymatic and hormonal Regulation of the Lipidic Pathway, Ketogenesis, Synthesis of Cholesterol.
Amino Acid Metabolism:
Transamination and decarboxylation of amminocids, role of PLP, Urea Cycle and its regulation.
Purine and Pyrimidine Nucleotide Metabolism:
Metabolism of Purine Nucleotides, Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
Nucleic Acids:
DNA : Structure and Conformation; Synthesis, Repair, and Recombination;
RNA: Structure, Transcription, and Processing; Protein synthesis: Translation and post-translational modifications; Regulation of Gene Expression in Prokaryotes and Eukaryotes; Recombinant DNA and Biotechnology.
Plants and the environment:
Plant adaptations to biotic or abiotic stresses, soil pollutants and the effects of plant toxins on herbivores, interactions between animals, plants and the environment.
Enzymes and the environment:
Enzymes as biosensors, enzymes and heavy metals
Environmental Pollution
Food contaminants
Textbook Information
- D. VOET, J. VOET, C. W. PRATT- Principi di biochimica- Zanichelli
- -G. ARIENTI- Un compendio di biochimica- Ed. Piccin
- -P.C.CHAMPE, R.A. HARVEY, D.R. FERRIER- Le basi della Biochimica-Zanichelli
- -D.L.NELSON, M.M. COX- I principi di biochimica di Lehningher- Zanichelli
VERIFICATION OF LEARNING
Oral interview to verify the achievement of the training objectives. The relevance of the answers to the questions asked, the level of depth of the topic, and the ability to connect between the different topics covered by the program will constitute elements of evaluation. Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
EXAMPLES OF FREQUENTLY ASKED QUESTIONS AND / OR EXERCISES
1. Enzymatic kinetics of monomeric enzymes
2. Glycolysis: reactions and regulation
3. Mycotoxins and metabolic alterations
4. Structural and functional characteristics of allosteric proteins
5. Transamination reactions
6. Bioremedation
Course Planning
Subjects | Text References | |
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1 | Composizione della materia vivente. Composizione molecolare delle cellule: acqua, sali, aminoacidi, proteine, glicidi, lipidi e acidi nucleici. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
2 | Amminoacidi e proteine: legame peptidico, struttura e funzioni delle proteine, proteine allosteriche, mioglobina, emoglobina e citocromi. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
3 | Enzimi e catalisi enzimatica: Cinetica enzimatica, inibizione enzimatica, regolazione degli enzimi, struttura e funzione dei coenzimi, abzimi e ribozimi, isoenzimi e complessi enzimatici. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
4 | Introduzione al metabolismo:vie anaboliche e cataboliche, digestione e assorbimento delle macromolecole | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
5 | Glicidi: Struttura e funzioni; Digestione glucidica, destino metabolico del glucosio, fermentazione lattica e fermentazione alcoolica, glicolisi e gluconeogenesi, glicogenolisi e glicogenosintesi | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
6 | Decarbossilazione del piruvato, ciclo di Krebs e sue funzioni, via dei pentosi, regolazione enzimatica e ormonale del metabolismo glucidico, meccanismo di azione di insulina, glucagone e adrenalina | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
7 | Le ossidazioni biologiche:cenni sui sistemi navetta, complessi enzimatici della catena respiratoria, fosforilazione ossidativa, meccanismi di inibizione e disaccoppiamento | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
8 | Produzione di specie radicaliche e meccanismi di difesa | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
9 | Fotofosforilazione e fotosintesi (fase luminosa e fase oscura), fotorespirazione e ciclo delle piante C4 | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
10 | Metabolismo lipidico: Lipidi: Struttura e funzioni; Digestione lipidica e Lipoproteine; Sintesi e beta ossidazione dei lipidi, regolazione ormonale ed enzimatica, chetogenesi, sintesi dei trigliceridi e del colesterolo. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
11 | Metabolismo delle proteine e degli amminoacidi:Digestione proteica; transaminazione e decarbossilazione, ruolo del piridossalfosfato, ciclo dell’urea e sua regolazione. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
12 | Metabolismo dei nucleotidi:Struttura dei nucleotidi purinici e pirimidinici; Sintesi e catabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
13 | Metabolismo degli acidi nucleici:Struttura del DNA e RNA; Duplicazione e riparazione del DNA, Trascrizione e maturazione dell’RNA; sintesi proteica e regolazione dell’espressione genica. | Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 |
14 | Piante e ambiente: adattamenti biochimici dei vegetali agli stress biotici e abiotici, salinità, xenobiotici, erbicidi, variazioni climatiche, metalli pesanti, inquinamento atmosferico, tossine veg. e loro effetti sugli animali,inter. ormon. piante-anim. | Materiale fornito a lezione |
15 | Microrganismi ed enzimi come biosensori, enzimi e metalli pesanti, enzimi e microrganismi per la rimozione delle chiazze di petrolio in mare e nei suoli | Materiale fornito a lezione |
16 | Inquinamento ambientale | Materiale fornito a lezione |
17 | Contaminanti alimentari | Materiale fornito a lezione |
18 | Enzimi e industria | Materiale fornito a lezione |