METODI PER LO STUDIO DI SISTEMI BIOINORGANICI

Conoscenza e capacità di comprensione:

Conoscenza delle tecniche per lo studio delle biomolecole e dei sistemi bioinorganici

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Capacità di applicare le conoscenze acquisite per interpretare i dati sperimentali e proporre tecniche di caratterizzazione di biomolecole

Autonomia di giudizio:

Capacità di proporre l'applicazione delle tecniche trattate nel corso per lo studio di biomolecole. Interpretazione critica dei dati sperimentali, ottenuti mediante le tecniche di caratterizzazione  discusse nel corso. 

Abilità comunicative:

Acquisire proprietà di linguaggio nella descrizione dei principi e delle applicazioni delle tecniche apprese.

Capacità di apprendimento:

Sviluppare le capacità di apprendimento che consentano di proseguire con ulteriori studi e approfondimenti delle conoscenze acquisite nell’ambito della caratterizzazione delle biomolecole autonomamente per risolvere vari problemi interdisciplinari.

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.

Il corso corrisponde a 6 CFU di lezioni frontali svolte secondo le seguenti modalità: 

Lezioni frontali di teoria e di esercitazioni  sugli argomenti trattati con la partecipazione degli studenti.

Chimica di base

Fisica di base

Chimica inorganica

In considerazione della didattica attiva che prevede la partecipazione degli studenti durante lo svolgimento delle lezioni, la costante frequenza delle lezioni  è vivamente consigliata. 

Introduzione ai metodi per lo studio dei sistemi bioinorganici.

Spettroscopia NMR. Le basi fisiche. Momento di spin nucleare angolare e magnetico. Nuclei in un campo magnetico statico. Principi di base dell’esperimento NMR. Le condizioni di risonanza. L’impulso. Il rilassamento. La trasformata di Fourier. Chemical Shift. Influenza della densità di carica sul chemical shift. Corrente d’anello. Tempi di rilassamento.

Costanti di Accoppiamento. Equivalenza, simmetria e chiralità (sistemi omotropici, enantiotopici e diastereotopici). Notazione per i sistemi di spin. Regole di molteplicità. Dipendenza della costante di accoppiamento dall’angolo di legame.
Aspetti sperimentali. Impulso di eccitazione. Registrazione della FID. Quadrature detection. Funzioni finestra.

Esperimenti di doppia risonanza. Effetto NOE. Disaccoppiamento. Eteronuclei. Tecniche NMR 2D. Tecniche COSY. TOCSY, ETCOR, NOESY e ROESY. Cenni sul NMR 3D e 4D per lo studio di proteine. Equilibri di scambio. Tecniche per lo studio dei processi di scambio. DOSY. Studio di sistemi contenenti ioni metallici diamagnetici e paramagnetici. MRI. Principi e agenti di contrasto.

Spettroscopia EPR. Le basi fisiche. Spin elettronico. Sistemi in campo magnetico. Accoppiamento elettone-nuclei. Esempi di studio di sistemi paramagnetici.

Spettroscopia di dicroismo circolare. Teoria dell’attività̀ ottica. Regole di selezione. Accoppiamento eccitonico. Accoppiamento statico e dinamico. MCD. Regola dell'ottante. Spettri CD di biomolecole: proteine ed acidi nucleici. Applicazione della tecnica per lo studio di metalloproteine e loro interazioni con i substrati.

Spettroscopie XAS. Principi. Applicazioni della spettroscopia EXAFS per lo studio di metallo proteine.

The Basics of NMR by J.P. Hornak              Hypertext based NMR course http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/nmr-main.htm

Horst Friebolin  Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy Wiley.VCH

Alison Rodger, Bengt Nordén Circular Dichroism and Linear Dichroism Oxford University Press

Materiale fornito dal docente

L'apprendimento verrà verificato  mediante un esame finale.

L'esame finale consiste in una prova scritta ed una prova orale.

La prova scritta è costituita da esercizi applicativi per lo più a risposta aperta.

Dopo il superamento della prova scritta (con un voto almeno di 18/30) si potrà sostenere la prova orale, che si basa su chiarimenti dello scritto e su  altre domande di verifica.  

La votazione finale tiene conto dei voti attribuiti a tutte le prove. 

Voto 29-30 e lode: lo studente dimostra una conoscenza approfondita di tutti argomenti trattati, dimostrando di aver maturato perfettamente la capacità di correlare vari aspetti in modo critico con ottime capacità comunicative e proprietà di linguaggio. 

 Voto 27-28: lo studente dimostra una buona conoscenza di tutti gli argomenti trattati, ed espone gli argomenti in modo chiaro utilizzando un linguaggio appropriato. 

 Voto 25-26: lo studente ha una discreta conoscenza di tutti gli argomenti trattati; riesce a integrare e analizzare in modo sufficientemente critico, esprimendosi in modo più che sufficiente. 

 Voto 24-25: lo studente ha una conoscenza di tutti gli argomenti trattati più che sufficiente; riesce a integrare e analizzare in modo sufficientemente critico, esprimendosi in modo più che sufficiente. 

 Voto 18-22: lo studente ha una conoscenza sufficiente di tutti gli argomenti trattati, ha una modesta capacità di correlare in modo critico gli aspetti chimici di interesse ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro sebbene la proprietà di linguaggio sia poco sviluppata. 

 Esame non superato: lo studente non dimostra di possedere la conoscenza minima richiesta dei contenuti base dell’insegnamento. La capacità di utilizzare il linguaggio specifico è scarsissima e non è in grado di applicare autonomamente le conoscenze acquisite.

Le domande d'esame riguarderanno la descrizione delle tecniche descritte nel corso con le applicazioni allo studio dei sistemi biologici. 

Numerosi esempi saranno discussi con il docente e disponibili su studium