BIOCHIMICA STRUTTURALE E FUNZIONALE

Insegnamento: BIOCHIMICA STRUTTURALE E FUNZIONALE
Docente
Anno
Corso di studi
Tipologia
Crediti
SSD
Anno Accademico
Periodo didattico
Propedeuticità
Frequenza
Modalità di esame
Sede
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Prof. Antimo Di Maro
1° anno
Corso di laurea in Biologia
Caratterizzante
7
BIO/10
2014/2015
Primo semestre
consigliata
prova orale
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 - Caserta - DISTABIF
Lezioni frontali ed esercitazioni
Risultati di apprendimento attesi: Obiettivo del corso è di acquisire le conoscenze per la
comprensione delle relazioni struttura-funzione di enzimi e proteine. Saranno inoltre acquisite
conoscenze riguardanti le metodologie biochimiche di base e avanzate per l’isolamento e la
caratterizzazione strutturale delle proteine.
Programma
SINTESI PROTEICA: Attivazione degli amminoacidi. Fasi di inizio, allungamento e fine nei
procarioti e negli eucarioti. Energetica del processo. La sintesi proteica e gli antibiotici.
SORTING DELLE PROTEINE: Modificazioni post-traduzionali delle proteine.
FOLDING DELLE PROTEINE in vitro e in vivo: aspetti cinetici ed energetici.
MOTIVI TOPOLOGICI e struttura principali motivi. Livelli di organizzazione strutturale.
DOMINI PROTEICI: Divisioni struttura delle proteine: classe alfa, beta e alfa/beta
MALATTIE MOLECOLARI: Alterazioni strutturali di proteine ed implicazioni patologiche.
INGEGNERIA PROTEICA. Espressione di proteine ricombinanti. Tecniche di mutagenesi.
CATALISI ENZIMATICA: Km e costante di specificità (kcat/Km).
BIOINFORMATICA: Strumenti bioinformatici per l’analisi strutturale e funzionale delle
proteine. Consultazione di banche dati. Modeling molecolare per la predizione della struttura
tridimensionale di proteine.
TECNICHE PER L’ANALISI DELLE PROTEINE: Metodiche per la separazione
cromatografica delle proteine (gel-filtrazione, scambio ionico, cromatografia d'affinità).
Isolamento di proteine mediante tecniche di separazione ad alta risoluzione (cromatografia
liquida in fase inversa ad alta pressione e ad alta prestazione (RP-HPLC/ FPLC). Analisi di
amminoacidi e degradazione di Edman.
TECNICHE ELETTROFORETICHE: Elettroforesi di proteine. Western blotting.
Elettroforesi capillare.
CARATTERIZZAZIONE STRUTTURALE DELLE PROTEINE: Determinazione di
struttura primaria di proteine mediante degradazione di Edman. Metodi per la determinazione
della struttura tridimensionale: diffrazione ai raggi X e NMR.
SPETTROMETRIA DI MASSA: applicata all’analisi di biomolecole: principi generali.
Metodi di ionizzazione (ESI, MALDI) e principali analizzatori (quadrupolo, trappola ionica,
analizzatore a tempo di volo, analizzatori ibridi Q-TOF).
SPETTRI DI MASSA DI PEPTIDI E PROTEINE: Sequenziamento de novo di proteine
mediante MS/MS. Principali metodologie nell'analisi del proteoma. Elettroforesi
bidimensionale (2DE). Peptide mass fingerprinting.
PROTEOMICA DIFFERENZIALE: Proteomica di espressione e funzionale. Tecniche
avanzate per le identificazioni delle principali modificazioni post-sintetiche.
Testi consigliati e
bibliografia
Stryer - Biochimica 4 e 5 Edizione. Zanichelli
Branden & Tooze - Introduzione alla struttura delle proteine. Zanichelli
Fersht - Struttura e meccanismi d'azione degli enzimi. Zanichelli
Valle, Citterich et al. - Introduzione alla bioinformatica. Zanichelli
Petsko et al. - Struttura e Funzione delle Proteine. Zanichelli.
Curriculum docente
Antimo DI MARO è ricercatore confermato (BIO/10) dal 2006 presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Ambientali, Biologiche e Farmaceutiche della Seconda Università di Napoli (SUN).
Laureato nel 1994 in Scienze Biologiche (Summa cum Laude) presso l’Università degli Studi di Napoli “Federico II”,
nel 1999 consegue il titolo di PhD in “Sistematica Molecolare” presso la stessa Università.
Ha svolto esperienze all’estero presso il Dipartimento di “Bioquímica, Biología Molecula y Fisiología” diretto dal Prof.
Josè Miguel Ferreras Rodrìguez dell’Università di Valladolid, Spagna. Svolge attività di revisore per numerose riviste
internazionali. Fa parte dell’Editorial Board della rivista internazionale Dataset Papers in Biology.
Ha partecipato a diversi progetti italiani (e.g. PRIN, Centri di Competenza) ed europei (COST Action FP0801) ed è
stato responsabile di due progetti di ricerca della Regione Campania (Legge N. 5, Reg. Campania). Ha instaurato una
fitta rete di collaborazione con numerosi e importanti gruppi di ricerca a livello nazionale ed internazionale.
Le principali tematiche di ricerca riguardano: i) lo studio delle relazioni struttura/funzione di enzimi (proteine inattivanti
i ribosomi, ribonucleasi, chitinasi ecc); ii) lo sviluppo di metodologie per l’isolamento di peptidi e proteine e per la
determinazione della loro struttura primaria mediante degradazione automatica di Edman e spettrometria di massa; iii)
l’analisi della qualità alimentare (i.e. determinazione di amminoacidi essenziali; studio delle mioglobine come
marcatore molecolare; valorizzazione di prodotti tipici tramite studi biochimico-nutrizionali).
Ha svolto, dall’anno accademico 2002/2003 e senza interruzioni attività didattica per corsi d’insegnamento BIO/10. Ha
svolto attività di docenza presso l’Università de Valladolid (progetti Erasmus).
Il dr Di Maro è coautore di 1 contributo in volume e circa 80 pubblicazioni su riviste internazionali con Impact Factor.
E’ co-autore anche di numerose comunicazioni a congressi nazionali e internazionali ai quali ha partecipato anche in
veste di invited speaker.