Università Roma Tre

Parte Teorica
Introduzione alla Chimica Bio-organica (brevissima panoramica dei gruppi funzionali più comuni in chimica biologica e loro caratteristiche principali).
Meccanismi della chimica organica applicati alle reazioni dei sistemi biologici:
• Reazioni di addizione elettrofila:
epossidazione regioselettiva degli alcheni; la squalene epossidasi nella trasformazione dello squalene in lanosterolo.
• Reazioni di sostituzione nucleofila:
le alchilazioni mediante Sostituzione Nucleofila Bimolecolare (SN2) e il ruolo della S-adenosil metionina (SAM) nelle metiltransferasi;
la chimica dei carbocationi nelle Sostituzioni Nucleofile Monomolecolari (SN1) e il meccanismo della IPP isomerasi.
• Reazioni di eliminazione:
le reazioni di β-eliminazione e l’azione dell’enolasi per la formazione del fosfoenolpiruvato (PEP).
• Reazioni di addizione nucleofila al carbonile: formazione di immine ed enammine; il ruolo delle basi di Schiff nel meccanismo degli enzimi PLP-dipendenti;
la chimica degli acetali e la saccarosio sintasi;
le addizioni di Michael e l’azione dell’istidina ammoniaca liasi.
• Isomerizzazione ed epimerizzazione:la tautomeria cheto-enolica e il meccanismo delle ribulosio 5-fosfato isomerasi ed epimerasi;
inversione e ritenzione della configurazione di un centro stereogenico e il meccanismo delle glicosidasi.
• Condensazione carbonilica:la condensazione aldolica e le aldolasi di tipo I e II;
la condensazione di Claisen e l’acetil sintasi nella sintesi degli acidi grassi.
• Sostituzione nucleofila acilica:
l’idrolisi degli esteri e il meccanismo d’azione della lipasi pancreatica umana;
le reazioni di esterificazione e la sintesi dei triacilgliceroli ad opera dell’acil-CoA sintetasi e dell’aciltrasferasi;
la formazione del legame ammidico; il confronto tra l’asparagina e la glutammina sintetasi;
l’idrolisi delle ammidi e il meccanismo della chimotripsina.
• Ossidazioni e riduzioni:
gli idruri metallici e la riduzione del carbonile chetonico dell’acetoacetil ACP ad opera della β-cheto tiestere riduttasi;
l’ossidazone di Baeyer-Villinger e la idrossiacetofenone monoossigenasi;
le ozonolisi e il meccanismo di azione delle diossigenasi.
• Carbossilazione:
la chimica dei reattivi di Grignard in presenza di CO2; il meccanismo di azione della piruvato carbossilasi e della ribulosio bifosfato carbossilasi (Rubisco);
la decarbossilazione nelle sintesi malonica e acetacetica; la partecipazione della tiamina difosfato (TPP) nell’azione dell’1-deossi-D-xilulosio-5-fosfato sintasi.
• Casi Particolari:
il complesso della piruvato deidrogenasi, il meccanismo della chinurenina e la degradazione del triptofano; le anomalie della degradazione dell’istidina.

Parte Pratica
Il corso prevede inoltre delle esercitazioni di laboratorio durante le quali saranno messe a confronto alcune trasformazioni condotte in presenza di enzimi con le analoghe reazioni eseguite con i classici reagenti chimici

JJohn McMurry, Tadhg Begley in “Chimica Bio-Organica”, Zanichelli Ed. spa
T.W. Graham Solomons; Craig B. Fryhle in “Organic Chemistry”, 10th Edition, Wiley.
John McMurry in “Chimica Organica”, Piccin-Nuova Libreria
Bruno Botta in “Chimica Organica” Edi-ermes

Saranno fornite dispense delle lezioni e riferimenti bibliografici.

La professoressa riceve il martedì dalle 17.00 alle 19.00 previo appuntamento via e-mail: tecla.gasperi@uniroma3.it