UniversitÓ degli Studi di Pavia - FacoltÓ di Scienze MMFFNN

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Biologia Molecolare Cellul. e Struttur.

Corsi di laurea:
Biotecnologie industriali
Docenti:
Binda Claudia
Anno accademico:
2009/2010
Crediti formativi:
6
Ambito:
BIO/11
Decreto Ministeriale:
509/99
Lingua di insegnamento:
Italiano

ModalitÓ

Esame orale che consiste in una domanda per ognuno degli argomenti del programma sopra riportato.

Prerequisiti

Conoscenze basilari di biochimica delle proteine.

Programma

Struttura tridimensionale delle proteine e interazioni deboli alla base dell’avvolgimento specifico di una proteina. Strutture secondarie: alpha-eliche e beta-foglietti. Il problema del folding e gli esperimenti di Anfinsen. Il paradosso di Levinthal. Il folding funnel e gli intermedi di folding. I modelli finora sviluppati per il meccanismo di folding. Ruolo delle chaperonine nel processo di folding: Hsp70 e Hsp60 (il complesso GroEL?-GroES). Casi pi¨ complessi di folding: proteine eucariotiche, proteine di membrana, proteine intrinsecamente non strutturate.
Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) per lo studio della struttura tridimensionale delle proteine. Il momento magnetico nucleare di spin. I due stati di spin del protone e i livelli di energia all’interno di un campo magnetico esterno. La frequenza di Larmor e le condizioni di risonanza. Il chemical shift. L’accoppiamento di spin. Magnetizzazione molecolare e magnetizzazione macroscopica. Rilassamento, FID e spettro NMR 1-D. Sviluppo di NMR multidimensionale per lo studio della struttura tridimensionale delle proteine: COSY e NOESY. Assegnazione delle risonanze negli spettri NMR e ricostruzione della struttura. Diversi conformeri. Esempi di strutture di proteine risolte con la tecnica NMR.
Cristallografia a raggi X per lo studio della struttura tridimensionale delle proteine. Cristalli di proteina e il fenomeno della diffrazione dei raggi X. Diagramma di fase di una proteina. Metodologia per cristallizzare una proteina: agenti precipitanti, tecniche di cristallizzazione, screening di condizioni. Cristalli: reticolo cristallino, cella elementare e parametri di cella. Operatori di simmetria, gruppi puntuali e gruppi spaziali. UnitÓ asimmetrica, simmetria cristallografica e non-cristallografica. MolteplicitÓ e coefficiente di Matthew. Esperimento di diffrazione: sorgente di raggi X, montaggio del cristallo sulla testina goniometrica, detector per misurare le immagini di diffrazione. Teoria della diffrazione: i piani reticolari e gli indici di Miller. La legge di Bragg. Il reticolo reciproco. La sfera di Ewald. I riflessi e gli spot sull’immagine di diffrazione. La mosaicitÓ. Il fattore di scattering di un atomo. Rappresentazione vettoriale di un’onda. Ampiezza e fase dei raggi diffratti e fattori di struttura. La mappa della densitÓ elettronica e la trasformata di Fourier. La legge di Friedel. Il problema della fase. La funzione Patterson. Metodi per risolvere il problema della fase: sostituzione molecolare, sostituzione isomorfa, dispersione anomala. Il file delle coordinate della struttura. Raffinamento della struttura e R-factor. Processamento dei dati di diffrazione. Confronto NMR e cristallografia a raggi X. Il Protein Data Bank (PDB). I modi grafici per rappresentare la struttura tridimensionale delle proteine. Esempi di strutture risolte con la cristallografia a raggi X.
Microscopia elettronica. TEM e SEM. Cryo-EM. Preparazione del campione e colorazione negativa. Single-particle EM. Ricostruzione 3D dalle proiezioni 2D. Esempi di strutture risolte con single-particle EM.
Bioinformatica: database e siti web per la gestione dei dati biologici. NCBI, EBI, UniProt?, PDB. Analisi e allineamenti di sequenza di proteina: BLAST, PSI-search, FAST, CLUSTALW. InterPro? per l’analisi integrata di proteine. Famiglie, domini, patterns e fingerprints. Strumenti bioinformatici per i casi particolari: IUPred e RONN per proteine/domini non strutturati, hydropathy plots per le proteine di membrana. Allineamenti di struttura (SSM). Predizione della funzione in base alla struttura: ProFunc?. Bioinformatica di piccole molecole: ChEBI?.

Bibliografia

Libro adottato: “Physical Biochemistry: principles and applications”, David Sheehan, Wiley-Blackwell – 2nd edition.
Articoli di riviste scientifiche come esempi delle tecniche spiegate.


Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it