CHIMICA DELLE PROTEINE E PROTEOMICA
Anno accademico 2023/2024 - Docente: VINCENZO CUNSOLORisultati di apprendimento attesi
Il Corso ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base più recenti ed aggiornate nel campo della chimica delle proteine e dell’analisi del proteoma. In particolare, tali conoscenze saranno utili per affrontare la caratterizzazione di miscele proteiche complesse attraverso approcci proteomici che prevedono l’utilizzo di tecniche di separazione elettroforetica e di separazione cromatografica, reazioni di digestione proteica (in-gel ed in soluzione), analisi mediante spettrometria di massa, nonché l’utilizzo di strumenti bioinformatici.
In riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, i risultati di apprendimento del corso sono:
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione - Lo studente dovrà mostrare padronanza delle conoscenze di base relative alle metodiche analitiche utilizzate in proteomica.
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Lo studente dovrà essere capace di applicare in modo appropriato e flessibile le conoscenze acquisite per la caratterizzazione di sistemi proteici complessi.
D3 - Autonomia di giudizio - Lo studente dovrà dimostrare capacità di ragionamento critico e, attraverso le conoscenze acquisite durante il corso, dovrà elaborare un progetto sperimentale in ambito proteomico, anche attraverso la scelta delle opportune strategie analitiche in ambito proteomico a seconda dell’obiettivo da raggiungere.
D4 - Abilità comunicative- Lo studente dovrà essere in grado di comunicare chiaramente e con un linguaggio chimico adeguato e rigoroso le nozioni acquisite durante il corso.
D5 - Capacità di apprendimento- Lo studente dovrà dimostrare di aver sviluppato buone capacità di apprendimento ed approfondimento dei temi del corso per affrontare agevolmente i successivi percorsi di studio.
Queste abilità verranno stimolate dal docente sia proponendo approfondimenti, sia svolgendo esercizi in aula, che attraverso la pratica di laboratorio.
Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
Non ci sono propedeuticità specifiche per questo corso, ma per una proficua comprensione degli argomenti trattati è molto importante che lo studente possegga:
Conoscenze di base sulle proteine
Conoscenza dei concetti di base della cromatografia liquida ed elettroforesi
Conoscenza dei concetti di base della spettrometria di massa
Frequenza lezioni
La frequenza al corso è obbligatoria, dovendo lo studente frequentare almeno il 70% del monte ore del corso
Contenuti del corso
Introduzione agli argomenti del corso. Richiami sulle caratteristiche strutturali degli amminoacidi, del legame peptidico e delle proteine. Modifiche post-traduzionali. Dalle proteine al proteoma. Complessità e variabilità del proteoma. La caratterizzazione del proteoma: l’era della proteomica. Proteomica di Espressione e Proteomica Funzionale. Relazione tra proteomica e le altre scienze –omiche. Overwiev sulle tecniche analitiche utilizzate in proteomica.
La Spettrometria di massa applicata allo studio di peptidi e proteine. Richiami dei concetti di base della spettrometria di massa. Ionizzazione ESI e MALDI. La Spettrometria di massa tandem (MS/MS) per la caratterizzazione della sequenza di un peptide. Caratterizzazione della sequenza amminoacidica di una proteina mediante spettrometria di massa. Interpretazione dei dati MS/MS: il de novo Sequencing.
Metodi per l’analisi del proteoma. Preparazione del campione: metodiche di estrazione delle proteine dal campione. Approcci proteomici top-down, middle-down e bottom-up. Approcci gel-based e approcci gel-free. Banche dati proteiche. Programmi per l’identificazione proteica mediante dati di spettrometria di massa: il software Mascot e il software PEAKS. Proteomica Quantitativa: approcci SILAC, ICAT e iTRAQ e approcci label-free. Analisi delle modifiche post-traduzionali. Esempi e applicazioni pratiche.
Cenni di Bioinformatica applicata allo studio delle sequenze proteiche. Metodi di allineamento di sequenze proteiche. Le Dot Matrix e le Matrici di Sostituzione. Ricerca di similarità in banche dati mediante algoritmi euristici: FASTA e BLAST. Allineamento multiplo di sequenze: il software ClustalW.
Testi di riferimento
Proteomica – T. Alberio; M. Fasano; P. Roncada; EDISES
Computational Methods for Mass Spectrometry Proteomics – I. Eidhammer; K. Flikka; L. Martens; S.O. Mikalsen; WILEY
Proteomics in Practice: A Laboratory Manual of Proteome Analysis – R. Westermeier; T. Naven; WILEY
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Tutti gli argomenti del corso sono ritenuti essenziali per il superamento dell’esame |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO
La prova orale è mirata alla verifica delle conoscenze e abilità acquisite da parte dello studente, alle sue capacità di collegare i vari argomenti trattati con le problematiche attuali e alle sue capacità di utilizzare un linguaggio appropriato nell’esporre gli argomenti proposti.
link: http://www.dsc.unict.it/corsi/lm-54-org/esami
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Approcci proteomici bottom-up e top-down
Analisi LC-ESI MS/MS di miscele di peptidi
Interpretazione di uno spettro MS/MS di un peptide
Ricerca nei database proteici mediante dati MS
Ricerca per similarità di sequenze proteiche