| Metodi spettroscopici e computazionali per lo studio di biomolecole
(obiettivi)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
ABILITA' COMUNICATIVE: aver sviluppato una buona capacità espositiva orale dei concetti acquisiti.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: essere in grado di comuicare temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le tecniche trattate nel corso.
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Codice
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18437 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
| Modulo: Metodi spettroscopici
(obiettivi)
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 comunicare temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le tecniche trattate nel corso.
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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CHIM/02
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Ore Aula
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48
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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PORCELLI Fernando
(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. Metodi per il calcolo di strutture a partire da parametri NMR.
Modulo di Metodi Computazionali
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)
Appunti delle lezioni
Cantor and Schimmel: Biopysical Chemistry Parts I, II and III. W.H Freeman and Company, San Francisco CA.
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.
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
S. Pascarella, A. Paiardini Bioinformatica: Dalla sequenza alla struttura delle proteine. Zanichelli
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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| Modulo: Metodi computazionali
(obiettivi)
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.
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.
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.
ABILITA' COMUNICATIVE: aver sviluppato una buona capacità espositiva orale dei concetti acquisiti.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: essere in grado di comunicare temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le tecniche trattate nel corso.
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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3
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Settore scientifico disciplinare
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CHIM/07
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Ore Aula
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24
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Attività formativa
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Attività formative affini ed integrative
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Canale Unico
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Docente
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BOROCCI Stefano
(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. Virtual screening , docking molecolare. Applicazione di simulazioni di dinamica molecolare per lo studio di proteine, membrane biologiche, proteine di membrana, DNA ed RNA
(testi)
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)
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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