Insegnamento BIOCHIMICA DELLA COMUNICAZIONE CELLULARE, PROTEOMICA E METABOLOMICA

Nome del corso di laurea	Biotecnologie
Codice insegnamento	A000407
Curriculum	Comune a tutti i curricula
Docente responsabile	Sandra Buratta
Docenti	Sandra Buratta
Ore	47 Ore - Sandra Buratta
CFU	6
Regolamento	Coorte 2019
Erogato	Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento
Attività	Caratterizzante
Ambito	Discipline biotecnologiche comuni
Settore	BIO/10
Anno	3
Periodo	Primo Semestre
Tipo insegnamento	Obbligatorio (Required)
Tipo attività	Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento	ITALIANO
Contenuti	comunicazione cellulare: Principi generali e aspetti molecolari della segnalazione cellulare; Regolazioni delle principali vie metaboliche; Meccanismi di modificazione e degradazione delle proteine, il loro trasporto e la loro localizzazione nella cellula; Traffico vescicolare nelle vie secretorie ed endocitiche. Proteomica e Metabolomica: Principi e applicazioni delle principali tecniche analitiche e preparative impiegate in studi di proteomica e metabolomica
Testi di riferimento	Le slide delle lezioni (PDF) saranno a disposizione degli studenti sulla piattaforma UniStudium Testi consigliati: “Biochimica Medica - Strutturale, metabolica e funzionale” G. Tettamanti (Piccin) “Biochimica con aspetti clinici” Devlin TM (EdiSES) “Metodologie Biochimiche” Maria Carmela Bonaccorsi, Roberto Contestabile, Martino Di Salvo (Zanichelli)
Obiettivi formativi	L’obiettivo principale del corso di Biochimica della comunicazione cellulare è quello di comprendere i meccanismi molecolari e biochimici alla base dei principali processi cellulari. In particolare, verranno fornite conoscenze riguardanti le basi molecolari e biochimiche della segnalazione cellulare e del controllo delle principali vie metaboliche. Verranno trattati da un punto di vista biochimico i meccanismi di modificazione e degradazione delle proteine, il loro smistamento e il traffico vescicolare. Nella seconda parte del corso verranno trattate le basi teoriche delle tecnologie e degli approcci sperimentali utilizzati in proteomica e in metabolomica. Le informazioni strutturali e dinamiche riguardo la composizione del proteoma e del metaboloma ottenute con tali approcci sono importanti per comprendere i meccanismi molecolari delle funzioni cellulari e le loro alterazioni nei processi fisiopatologici.
Prerequisiti	Al fine di comprendere le tematiche affrontate durante il corso lo studente deve avere buone conoscenze di Biochimica generale e Biologia cellulare
Metodi didattici	Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive e filmati. Alcune lezioni saranno dedicate al ripasso e all'approfondimento di tematiche proposte dagli studenti. Lezioni pratiche svolte in un laboratorio di biochimica equipaggiato con le classiche strumentazioni necessarie all’analisi e allo studio delle proteine, all’analisi proteomica e metabolomica.
Altre informazioni	Frequenza facoltativa ma fortemente consigliata
Modalità di verifica dell'apprendimento	La valutazione consiste in una prova scritta, seguita da una orale. La prova scritta servirà ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti trattati durante il corso. Lo studente dovrà rispondere a trenta domande a risposta multipla. La prova orale, alla quale avranno accesso gli studenti che avranno superato la prova scritta con una votazione pari o superiore a 18/30, permetterà di verificare la capacità dello studente a comprendere e discutere criticamente gli argomenti trattati a lezione. Al voto finale concorreranno l'esito della prova sia scritta che orale. Gli studenti che non hanno superato la prova scritta, avranno la possibilità di analizzarne le criticità insieme al docente, il giorno della prova orale. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso	Biochimica della comunicazione cellulare Basi biochimiche della segnalazione cellulare - Principi generali della segnalazione cellulare - Segnalazione intercellulare - Segnalazione intracellulare: recettori intracellulari; recettori costituiti da canali ionici controllati da ligando, recettori accoppiati a proteine G, recettori con attività enzimatica - Segnalazione mediata da proteolisi regolata - Trasduzione del segnale mediata da fosfolipidi - Connessioni ed integrazioni tra le principali cascate di segnalazione Correlazioni biochimiche e metaboliche fra i principali tessuti influenzati in stati nutrizionale e ormonali diversi Metabolismo delle proteine -Modifiche post-traduzionali e traffico delle proteine nella cellula - Protein folding e patologie da misfolding - Degradazione delle proteine (sistema lisosomale e proteasoma) Traffico vescicolare - Tipi di vescicole di trasporto e loro funzioni - Traffico vescicolare nelle vie secretorie ed endocitiche Proteomica e Metabolomica Strategie per la purificazione delle proteine: Tecniche preparative e tecniche analitiche. Criteri di solubilità e loro utilizzo per la purificazione delle proteine. Dialisi. Metodi cromatografici: Principi della cromatografia. Tecniche cromatografiche: cromatografia ad esclusione molecolare, cromatografia di interazione idrofobica, cromatografia in fase inversa, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità. Sistemi HPLC e FPLC. Gas cromatografia. Metodi elettroforetici: Principi generali. Elettroforesi su gel di poliacrilamide (PAGE): nativa e SDS-PAGE, Focalizzazione isoelettrica (IEF). Elettroforesi capillare (CE). Elettroforesi bidimensionale (2DE). Western blotting. Proteomica: Introduzione allo studio del proteoma. Proteomica di espressione e funzionale. Approccio gel-based: Preparazione del campione. Metodi per l’identificazione delle proteine nel gel. Elettroforesi bidimensionale fluorescente differenziale (DIGE). Acquisizione ed analisi di immagine di gel bidimensionali. Trattamento degli spot proteici per l’identificazione in spettrometria di massa. Spettrometria di massa: Concetti di base della spettrometria di massa. Tecniche di ionizzazione MALDI e ESI. Spettrometria di massa MALDI-TOF e Peptide Mass Fingerprinting. Identificazione di peptidi mediante Tandem mass spectrometry. Metabolomica: Definizione di metaboloma. Preparazione del campione. Descrizione degli approcci sperimentali utilizzati per lo studio del metaboloma. Esempi di studi di metabolomica in ricerche cliniche.