Questo insegnamento ha l’obiettivo di approfondire concetti legati alle relazioni tra struttura e funzione delle proteine, entro un percorso che, partendo da aspetti fisiologici ed evolutivi, ne considera implicazioni patologiche e applicazioni biotecnologiche. Saranno descritte alcune tecniche biofisiche e biochimiche adeguate allo studio della struttura, della funzione ed alla modificazione di singole proteine o circuiti biochimici. Rimarcando la necessità di un approccio multidisciplinare, l'insegnamento intende offrire strumenti non solo conoscitivi ma anche metodologici utili allo studio, al controllo ed allo sfruttamento biotecnologico di fenomeni biologici complessi che coivolgano le proteine.
Gli obiettivi generali includono:

Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze sui meccanismi di ripiegamento delle proteine, sulla rilevanza di flessibilità strutturale e promiscuità funzionale, transizioni conformazionali e funzionali, evoluzione naturale e directed-evolution di proteine, transizioni conformazionali spesso associate all'instaurarsi di interazioni proteina-proteina, in condizioni sia fisiologiche che patologiche. Lo studente potrà acquisire conoscenze su alcune tecniche per studi strutturali e funzionali di alcune classi di proteine.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Gli esempi illustrati durante le lezioni fanno emergere i principali meccanismi di (mal)funzionamento delle proteine, associati alle loro peculiarità strutturali ed all’interazione con l’ambiente. È atteso essi possano essere riconoscibili in contesti diversi rispetto a quelli esemplificati e siano potenzialmente applicati ad esempio, per progettare nuove proteine “sintetiche”. È atteso che lo studente apprenda a riconoscere i vari contesti in cui siano proficuamente applicabili le tecniche esposte durante il corso.

Autonomia di giudizio
Lo studente sarà stimolato a riconoscere le relazioni esistenti tra struttura e funzione delle proteine e a prevedere su entrambi questi aspetti gli effetti di alcuni contesti ambientali.
Lo studente sarà incoraggiato a individuare personalmente la ricchezza di connessioni tra i contenuti disciplinari e i blocchi tematici in cui si articola questo insegnamento. La individuazione di problemi biologici complessi e lo sviluppo di soluzioni originali richiede sempre più spesso il ricorso a conoscenze che provengono da ambiti disciplinari diversi e complementari - dalla biologia cellulare, alla chimica alla fisica. Cogliere relazioni tra fenomeni diversi (ad esempio molecolari e biofisici) e sfruttare la complementarità di differenti tecniche di indagine crea i presupposti per proporre nuove visioni, sviluppare senso critico ed offrire nuove soluzioni.

Abilità comunicative
Alla fine dell’insegnamento, lo studente avrà acquisito il lessico e le capacità linguistiche appropriate a descrivere i fenomeni biochimici e molecolari oggetto dell’insegnamento e di interesse per quest’area disciplinare.

Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di affrontare insegnamenti nell’ambito della Protein science, degli studi funzionali e strutturali delle proteine e, più in generale, di comprendere la letteratura scientifica in questi stessi ambiti disciplinari.