- Area di Scienze
- Corso di Laurea Magistrale
- Scienze e Tecnologie Chimiche [F5401Q]
- Insegnamenti
- A.A. 2020-2021
- 1° anno
- Chimica Bioinorganica
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
L'obiettivo del corso è quello di illustrare proprietà, strutture, reattività, funzioni biologiche e metodi di
caratterizzazione dei composti di rilevanza bioinorganica.
Contenuti sintetici
- Introduzione (fondamenti di biochimica, distribuzione, scelta, assorbimento, e utilizzo degli ioni metallici in sistemi biologici)
- Metodi fisici e spettroscopici per la caratterizzazione e lo studio di sistemi bioionorganici
- Trasposto, detossificazione e attivazione di O2
- Fondamenti della teoria del trasferimento elettronico e proteine per il trasferimento elettronico
- Trasporto degli elettroni: il caso della citocromo c ossidasi
- Fotosintesi e PSII
- Attivazione e catalisi di piccole molecole (CO2, CO, H2, N2)
- Ruolo dei metalli nelle malattie: il caso del rame nelle malattie neurodegenerative
- Ruolo dei metalloenzimi nei cicli biogeochimici dei principali elementi (C, N, S, O, S)
Programma esteso
- Proprietà dei composti inorganici di rilevanza biologica (cofattori, metallo-proteine, complessi tra metalli e acidi nucleici).
- Cicli biogeochimici dei principali elementi implicati nella chimica degli organismi viventi, ruolo delle metalloproteine nei processi cellulari, modulazione delle proprietà termodinamiche e cinetiche dei metalli da parte delle proteine.
- Ruolo strutturale e catalitico degli ioni metallici nei sistemi viventi. In particolare, verranno presentate e discusse le proprieta’ stereo elettroniche e la reattività di enzimi e proteine.
- Ruolo strutturale e catalitico dello ione zinco: domini Zinc fingers, anidrasi carbonica, carbossipeptidasi e alcol deidrogenasi.
- I trasportatori dell’ossigeno nei sistemi viventi (Mb, Hb, Ht, Hc). Attivazione e controllo della reattività dell’ossigeno nei sistemi viventi, rilevanza in ambito medico e potenziali applicazioni in ambito biotecnologico e ambientale. Ruolo e attività catalitica dello ione rame nei sistemi viventi. Metalloproteine ed energia: idrogenasi, monossido di carbonio deidrogenasi e formiato deidrogenasi. L’attivazione dell’azoto molecolare: nitrogenasi. La progettazione razionale di catalizzatori biomimetici: strategie sintetiche e reattività.
Prerequisiti
Conoscenze di base di biochimica (proteine, DNA e RNA, percorsi metabolici etc) e delle propietà chimico-fisiche degli ioni metallici e dei composti di coordinazione
Modalità didattica
Lezioni frontali in aula sugli aspetti teorici degli argomenti del corso e seminari monografici
Materiale didattico
I. Bertini, H.B. Gray, E.I. Stiefel, E.S. valentine "Biological Inorganic Chemistry: Structure and Reactivity" University Science Books, Sausalito, California
Slides delle lezioni del corso
Articoli scientifici selezionati inerenti le tematiche del corso
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo anno LM - Secondo Semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale
Orario di ricevimento
Su appuntamento tramite email a luca.bertini@unimib.it