METODI PER L'INGEGNERIA PROTEICA
2017/2018
2017/2018
DM270
BIO/11 (BIOLOGIA MOLECOLARE)
DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIE "LAZZARO SPALLANZANI"
BIOTECNOLOGIE AVANZATE
PERCORSO COMUNE
SECONDO SEMESTRE (01/03/2018 - 14/06/2018)
6
48 ore di attività frontale
Italiano
ORALE
BINDA CLAUDIA (titolare) - 6 CFU
Conoscenze di base di Biologia Molecolare e Biochimica
Con questo corso si prevede di approfondire lo studio delle proteine e dei complessi macromolecolari alla base dei processi biologici, con particolare attenzione ai metodi per la determinazione delle loro caratteristiche strutturali e alle relative applicazioni biotecnologiche.
In particolare il programma include i seguenti argomenti:
-Funzione biologica delle proteine e caratteristiche chimiche. Struttura delle proteine: primaria,
secondaria, terziaria e quaternaria. Il problema del meccanismo di folding delle proteine. Ruolo
delle chaperonine. Casi più complessi di folding: proteine eucariotiche, proteine di membrana,
proteine intrinsecamente non strutturate. Applicazioni biotecnologiche dello studio della struttura
delle macromolecole biologiche: analisi delle interazioni proteina-proteina e proteina-ligando,
biocatalisi ed enzimi di interesse industriale, drug design. Produzione di proteine ricombinanti per
la biologia strutturale. Purificazione di proteine mediante tecniche cromatografiche avanzate.
Protein Data Bank (PDB) e strumenti bioinformatici per l’ingegneria proteica.
-Metodi per la determinazione della struttura delle macromolecole biologiche. Risonanza Magnetica
Nucleare (NMR): il momento magnetico nucleare di spin, la frequenza di Larmor e le condizioni di
risonanza; spettro NMR 1-D e sviluppo della tecnica NMR multidimensionale; esempi di strutture
di proteine risolte con la tecnica NMR. Cristallografia a raggi X: cristallizzazione di una
macromolecola e proprietà dei cristalli; teoria della diffrazione e metodi sperimentali per la raccolta
dati; ampiezza e fase dei raggi diffratti e fattori di struttura; analisi della mappa della densità
elettronica e ricostruzione della struttura 3D; 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.
-Metodi complementari per lo studio delle biomolecole ed applicazioni biotecnologiche: Surface Plasmon Resonance (SPR), Isothermal Titration Calorimetry (ITC), Analytical Ultracentrifugation
(AUC), spettrometria di massa, saggi enzimatici, dinamica molecolare.
Lezioni frontali
“Physical Biochemistry: principles and applications”, David Sheehan, Wiley-Blackwell – 2nd edition
Esame orale