BIOCHIMICA DELLE PROTEINE

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Prerequisiti: Conoscenze di base di Biochimica e Biologia cellulare.
Propedeuticità: Non sono previste propedeuticità.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Prova orale: prevede una domanda di ordine generale, riguardante uno degli argomenti trattati durante le lezioni frontali. Saranno valutati il grado di comprensione degli argomenti trattati, l’acquisizione di proprietà di linguaggio e la chiarezza espositiva.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

L'insegnamento ha l’obiettivo di introdurre concetti legati alla struttura, alla funzione ed evoluzione delle proteine. Saranno, cioè, illustrato attraverso lo studio di alcuni casi come l’evoluzione modelli struttura e funzione delle proteine, per consentire l’adattamento di circuiti fuzionali o di interi organismi. L’insegnamento intende non solo veicolare l’interesse nei confronti di meccanismi evolutivi, ma dotare lo studente di strumenti utili anche in campo applicativo, per la progettazione di proteine più efficacemente utilizzabili in drug design, biocatalisi, bioremediation, sensoristica etc. Gli oobiettivi generali sono i seguenti:
Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze sui meccanismi di ripiegamento delle proteine, sulla rilevanza di flessibilità strutturale e promiscuità funzionale, di transizioni conformazionali e funzionali che determinano condizioni sia fisiologiche che patologiche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Gli esempi forniti fanno emergere i principali meccanismi evolutivi ed adattativi cui vanno incontro le proteine. È atteso essi possano essere riconoscibili in contesti diversi rispetto a quelli esemplificati e sfruttati per promuovere la progettazione ad hoc di proteine, attraverso gli strumenti dell’ingegneria proteica.
Autonomia di giudizio.
Lo studente sarà stimolato a individuare autonomamente esempi di evoluzione delle proteine, da cui emergano meccanismi evolutivi e funzioni analoghi a quelli considerati durante il corso frontale.
Abilità comunicative.
Alla fine dell’insegnamento, lo studente avrà acquisito il lessico e le capacità linguistiche appropriate a descrivere i fenomeni biochimici oggetto del corso e di interesse per quest’area disciplinare.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di affrontare insegnamenti nell’ambito della Protein science, degli studi funzionali e strutturali delle proteine e, più in generale, di comprendere la letteratura scientifica in questi stessi ambiti disciplinari.

Contenuti

- Principi di evoluzione applicati al ripiegamento e stabilità delle proteine
- Promiscuità ed evolvibilità
- Multifunzionalità di enzimi e proteine
- Adattamento a condizioni ambientali estreme
- Aggregazione proteica
- Ingegneria proteica ed evoluzione diretta di proteine.

Programma esteso

Principi di evoluzione applicati al ripiegamento e stabilità delle proteine
- Metodi per lo studio dell’evoluzione. Allineamenti di sequenza multipli. Allineamenti strutturali. Famiglie e superfamiglie di proteine.
- Metodi per lo studio della stabilità
- Termodinamica del folding/unfolding proteico
Folding intracellulare
- Acquisizione del fold nativo in contesto cellulare (folding assistito da chaperoni)
- Ruolo della velocità di traduzione sul folding
Promiscuità ed evolvibilità
- Esempi di enzimi moderni ed arcaici
Enzimi e protein multifunzionali
- Moonlight protein e dead enzymes
- Proteine intrinsecamente disordinate e transizione di fase
Adattamento a condizioni ambientali estreme
- Enzimi adattati al caldo, al freddo al pH, sale etc
- Forme di convergenza evolutiva
- Proteine che legano il ghiaccio
Aggregazione proteica
- Aggregazione in forma strutturata e non
- Esempi di aggregazione strutturata e non (corpi di inclusione, amiloidi, biofilm)
Ingegneria proteica ed evoluzione diretta delle proteine
- Miglioramento di performance catalitiche
- Come migliorare i parametri cinetici di un enzima: la lezione appresa dopo 20 anni di evoluzione diretta delle proteine.

Bibliografia consigliata

Slides: reperibili sulla pagina Moodle dell’insegnamento (http://elearning.unimib.it/).
Articoli scientifici citati/descritti durante le lezioni

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula supportate da presentazioni PowerPoint

Contatti/Altre informazioni

Su appuntamento, per mail a stefania.brocca@unimib.it