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 a binding di substrati ed attività catalitica di metalloproteine, interazione di ioni metallici con peptidi rilevanti nelle patologie neurodegenerative, e 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
Composti di coordinazione – Rilevanza biologica
Localizzazione e movimentazione dei metalli nei sistemi biologici
Trasferimenti di elettroni
Metalloproteine e metalloenzimi
Ioni metallici nelle malattie neurodegenerative
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.
Programma esteso
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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 Ioni metallici nelle malattie neurodegenerative:
Review e articoli di letteratura proposti dal docente.
Protein Design e Metalloprotein Design:
Review proposte dal docente
Slides delle lezioni fornite dal docente.
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 settimanalmente 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.
La prova si concluderà con una presentazione dei risultati di eventuali esercitazioni di gruppo svolte dagli studenti durante il corso riguardanti il Protein e Metalloprotein design.
Altre informazioni
E’ prevista una parte di lavoro su PC (Presentazione relativa a una proteina, sezione tratta da Handbook of Metalloproteins)
