Codice insegnamento

4S003665

Docente

Coordinatore

Crediti

6

Offerto anche nei corsi:

• Biologia strutturale del corso Laurea magistrale interateneo in Scienze e tecnologie dei Bio e Nanomateriali

Lingua di erogazione

Inglese

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE

Periodo

II sem. dal 1 mar 2017 al 9 giu 2017.

Moodle Seminari 0

Obiettivi formativi

Il corso di Biologia Strutturale per la Laurea Biennale specialistica in Bioinformatica e Biotecnologie Mediche si propone lo sviluppo delle capacità necessarie per la lettura critica di lavori riguardanti questa branca della scienza e soprattutto la cristallografia, poiché la risonanza magnetica nucleare è coperta da un altro corso.
Dopo un’introduzione che confronta il peso relativo delle diverse tecniche che si usano per determinare la struttura tridimensionale delle biomolecole il corso si concentra sulla teoria e pratica della cristallografia macromolecolare. Si discutono i fondamenti della teoria della diffrazione, i metodi moderni usati per la raccolta dei dati e il problema della fase. Il corso prevede inoltre la lettura di lavori scientifici che vengono aggiornati ogni anno e che riguardano strutture di grande importanza biologica.

Programma

Introduzione. La Biologia Strutturale. Contenuto del Protein Data Bank. Tecniche usate per la determinazione della struttura tridimensionale delle macromolecole.. Cristallografia, risonanza magnetica nucleare e microscopia elettronica. Ruolo della Biocristallografia nella Biologia Strutturale

Teoria della diffrazione. Il fenomeno della diffusione. Geometria. Diffusione dovuta ad un unico elettrone. Diffusione da un atomo. Il fattore di scattering atomico. Fattore di struttura. Il fattore di struttura di un atomo non collocato nell'origine di un sistema di coordinate. Diffusione di un filare di atomi. Diffusione di un insieme tridimensionale di atomi. Condizioni di Von Laue. Fattore di Struttura di un cristallo. Trasformate di Fourier. Le convoluzioni nel calcolo della diffrazione dei raggi X. Legge di Bragg.

Proprietà dei cristalli. Simmetria. Elementi di Simmetria. Gruppi spaziali. Reticolo reciproco. Preparazione dei cristalli macromolecolari. Proprietà dei cristalli di proteina. Relazione fra reticolo reciproco e reticolo cristallino. Sfera di Ewald. Determinazione del gruppo spaziale di un cristallo. Calcolo del numero di molecole presenti nella cella unitaria di un cristallo macromolecolare.

Determinazione della struttura molecolare per diffrazione dei raggi X. Il problema della fase. Stadi nella determinazione di una struttura macromolecolare. Sorgenti di raggi X. Metodi di raccolta di dati. Risoluzione del problema della fase. Sostituzione isomorfa multipla. La Funzione di Patterson. Trattamento degli errori. Calcolo delle mappe di densità elettronica. Sostituzione molecolare.

Costruzione e raffinamento del modello. Interpretazione delle mappe di densità elettronica. Costruzione del modello. Ruolo dell'informatica grafica. Raffinamento del Modello. Criteri di accuratezza. Il fattore R. I grafici di Ramachandran. Controllo della stereochimica.

Alcuni risultati della Biocristallografia. La sintesi di Fourier differenza nello studio funzionale delle proteine. Esempi. Cambiamenti conformazionali. Biocristallografia risolta nel tempo. Importanza della luce di sincrotrone

Modalità d'esame

Esame orale