C.I. STRUTTURA MOLECOLARE DEI SISTEMI BIOLOGICI

Chimica Bioinorganica (3 crediti = 30 ore) - Prof. Francesco Capozzi

Programma di insegnamento

  1. Cenni sulla struttura della membrana cellulare. Concentrazione e distribuzione dei metalli nell'acqua di mare e nel plasma umano. BiodisponibilitÓ e trasporto dei metalli nelle cellule (a favore e contro gradiente). Funzione catalitica, strutturale e di trasporto dei metalli nelle proteine. Definizione di apoproteina e oloproteina. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Influenza del solvente sulla struttura proteica. Angoli Y e F e loro rappresentazione nel Ramachandran plot. Omologia di sequenza tra proteine. Chaperones: molecole proteiche che offrono il gruppo prostetico ad altre apoproteine.

  2. Metalloproteine: metalloenzimi (funzione catalitica), proteine di trasporto (carriers del metallo, es. transferrina). Metalloproteine di trasferimento elettronico: proteine contenenti Cu, proteine Fe-S, citocromi. Emoglobina e mioglobina: cenni sulla struttura, funzione e diagramma di saturazione con l'ossigeno. Enzimi idrolitici: funzione della carbossipeptidasi (CPA) e dell' endopeptidasi. Ciclo catalitico della CPA: reazione di idrolisi concertata, attivazione dell' H2O e del C=O ammidico e conseguente passaggio dello Zn2+ dalla tetracoordinazione alla pentacoordinazione.

  3. Catene di trasferimento elettronico nella respirazione e nella fotosintesi. Processi idrolitici e ossidativi nel ciclo di Krebs.

  4. Fattori che influenzano l'intervallo dei potenziali redox delle metalloproteine: natura del metallo, numero e geometria di coordinazione, atomi donatori. Teoria di Marcus e cinetica delle reazioni di trasferimento elettronico delle metalloproteine.

ModalitÓ didattica: nell'ambito di ogni lezione sarÓ svolta anche una parte di esercitazione che porterÓ ad una migliore comprensione degli argomenti trattati. Le esercitazioni in laboratorio saranno effettuate presso il laboratorio di risonanza magnetica nucleare del Campus di Scienze degli Alimenti del Polo di Cesena

Valutazione finale: prova orale con voto finale che media il risultato della prova scritta inerente al programma del modulo di Metodi Fisici.

Libri di testo e materiale didattico: dispense reperibili presso il docente di questo modulo.

Bertini, Gray, Lippard, Valentine, "Bioinorganic Chemistry", University Science Books.

Obiettivi di apprendimento: al termine del corso integrato lo studente deve essere in grado di stabilire le relazioni esistenti tra la struttura chimica delle macromolecole biologiche e la loro funzione.