Programma

Obiettivi formativi
Il corso introdurrà gli studenti ai principi e agli approcci sperimentali, in rapida evoluzione delle varie tecniche spettroscopiche e di calcolo per lo studio delle molecole di interesse biologico.
In particolare nel modulo di Spettroscopia verranno illustrate le tecniche per la caratterizzazione delle molecole biologiche quali spettroscopia di dicroismo circolare, spettroscopia di fluorescenza ed assorbimento Uv-vis e spettroscopia NMR. Per ogni argomento proposto verrà fornita la base teorica sul principio di funzionamento e verranno presentate e discusse numerose applicazioni partendo dall'analisi della letteratura.

Risultati apprendimento
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE : conoscere i principi che stanno alla base delle tecniche spettroscopiche e computazionali presentate nel corso, ed essere in grado di comprenderne le potenzialità ed il loro utilizzo per lo studio di sistemi biologici.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: partendo dagli esempi discussi durante il corso avere una comprensione degli approcci teorico-sperimentali al fine di scegliere la tecnica spettroscopica e computazionale più adatta per risolvere problema di interesse, progettando l’esperimento ed analizzando in maniera critica i risultati.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: essere in grado di interpretare i risultati sperimentali e di calcolo ottenuti e discuterli in maniera logica.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le tecniche trattate nel corso.


Programma Modulo di spettroscopia

Spettroscopia di assorbimento: principi base, analisi spettroscopica di biopolimeri, effetti della

conformazione sull’assorbimento. Attività Ottica e misura sperimentale. Dispersione ottica

rotatoria e dicroismo circolare: Applicazione a sistemi biologici. Spettroscopia di Fluorescenza:

principi base, analisi dei fattori che governano l’intensità della fluorescenza, proprietà dei gruppi

fluorescenti, trasferimento di energia singoletto-singoletto e misura di distanze intercromofori

trasferimento di energia singoletto-singoletto e misura di distanze intercromofori. Anisotropia di

fluorescenza. Applicazioni nello studio di molecole biologiche

Spettroscopia NMR: principi generali, caratteristiche degli spettri NMR monodimensionali.

Spettroscopia NMR bidimensionale e multidimensionale per lo studio di macromolecole

biologiche. Utilizzo della spettroscopia NMR per la determinazione della struttura di proteine.

Cenni di spettroscopia NMR a stato solido per lo studio di sistemi biologici. (Metodi per il calcolo

di strutture a partire da parametri NMR).

Testi consigliati

Cantor and Schimmel: Biopysical Chemistry Parts I, II and III. W.H Freeman and Company, San

Francisco CA.

Zaccai, Serdyuk Zaccai: Methods in Molecular Biophysics Cambridge (II Ed)

Freifelder, D., Physical Biochemistry, W.H Freeman and Company, New York.

·T. E. Creighton, Proteins: Structures and Molecular Properties. W.H Freeman and Company,

New York.

J. Cavanagh,W.J. Fairbrother, A.G. PalmerIII, N.J. Skelton, Protein NMR

Spectroscopy:Principles and Practice, Academic Press, inc.

Propedeuticità

nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 48

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Nel corso della prova finale il candidato dovrà
a)presentare in maniera critica un lavoro scientifico che utilizzi una delle tecniche spettroscopiche trattate nel corso.
Inoltre il candidato dovra' dimostrare di sapere:
a)Scegliere la tecnica spettroscopica più adatta per risolvere il proprio problema.
b)Progettare l’esperimento.
c) Analizzare e discutere in maniera critica i risultati.

Luogo lezioni

Ex Facoltà di Agraria
via San Camillo de Lellis snc
Viterbo

Comunicazioni

Nel periodo Ottobre-Gennaio lunedi-giovedi 9-11
oppure in altro orario previo appuntamento da concordare via e-mail.

Nel periodo Febbraio-Giugno qualsiasi giorno previo appuntamento da concordare via mail.

Programma

a) Obbiettivi Formativi
Nel modulo di Metodi computazionali verranno forniti i principi teorici per lo studio di sistemi molecolari e biomolecolari mediante l'utilizzo di calcoli teorici. I principi teorici presentati durante il corso verranno integrati da esercitazioni pratiche al calcolatore.

b) Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente dovrà mostrare di:

1) Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere i principi che stanno alla base dei metodi computazionali presentati nel corso, ed essere in grado di comprenderne le potenzialità ed il loro utilizzo per lo studio di sistemi biologici.
2) Capacità di applicare conoscenze e comprensione: partendo dagli esempi discussi durante il corso avere una comprensione degli aspetti teorici dei metodi computazionali al fine di scegliere la tecnica computazionale più adatta per studiare il sistema di interesse.
3) Autonomia di giudizio: : essere in grado di interpretare i risultati di calcolo ottenuti e discuterli in maniera logica.
4) Abilità comunicative: aver sviluppato una buona capacità espositiva orale dei concetti acquisiti.
5) Capacità di apprendimento: essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le tecniche trattate nel corso.

c) Programma
Note introduttive: Modelli molecolari in 3D, rappresentazione e significato chimico-fisico. Banche dati di strutture molecolari e macromolecolari: Cambridge Structural Database, Protein Databank. Meccanica Molecolare: Force fields, energia potenziale delle molecole biologiche, metodi di minimizzazione dell’energia per l’esplorazione della superficie di energia potenziale.
Dinamica molecolare: evoluzione temporale di un modello molecolare; traiettoria. Dinamica molecolare a pressione e temperatura costante. Analisi delle traiettorie per il calcolo di proprietà strutturali e dinamiche di sistemi macromolecolari. Analisi conformazionale delle biomolecole.
Progettazione razionale di nuove molecole biologicamente attive mediante metodi computazionali. Applicazione di simulazioni di dinamica molecolare per lo studio di proteine, membrane biologiche, proteine di membrana, DNA ed RNA

Testi consigliati

A. Leach Molecular Modelling: Principles and Applications. Prentice Hall; 2 Ed
H. D. Höltje, W. Sippl, Didier Rognan, G. Folkers Molecular Modeling; Basic Principles and Applications. Wiley-VCH
K. E. van Holde, W. C. Johnson, P. S. Ho Priciples of Physical Biochemistry. Prentice-Hall (2005)

Propedeuticità

Nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 24

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Nel corso della prova finale il candidato dovrà
a) presentare in maniera critica un lavoro scientifico che utilizzi una metodi computazioni trattati nel corso.
Inoltre il candidato dovrà dimostrare di sapere:
a) scegliere il metodo computazionale più adatto per studiare il problema di interesse.
b) progettare l’”esperimento computazionale”.
c) analizzare e discutere in maniera critica i risultati.

Luogo lezioni

Ex Facoltà di Agraria
via San Camillo de Lellis snc
Viterbo

Comunicazioni

Martedì 12:00-13:00, giovedì 12:00-13:00 nel periodo Settembre-Dicembre
oppure qualsiasi giorno previo appuntamento da concordare via e-mail.
Dipartimento per la Innovazione nei sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (DIBAF)
Largo dell’Università-Blocco D
2° Piano, Stanza 310A
Tel: 0761-357127
e-mail: borocci@unitus.it

Link a materiale didattico

non presente