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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI
Insegnamento
PROTEOMICA E METABOLOMICA
SCP9088034, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI
SC1731, ordinamento 2014/15, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese PROTEOMICS AND METABOLOMICS
Sito della struttura didattica http://biotecnologie.scienze.unipd.it/2019/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile GIORGIO ARRIGONI BIO/10
Altri docenti ELISABETTA SCHIEVANO CHIM/06

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative BIO/10 1.0
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative CHIM/06 1.0
CARATTERIZZANTE Discipline biologiche BIO/10 2.0
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche CHIM/06 2.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 PROTEOMICA E METABOLOMICA 2019-2020 01/10/2019 27/11/2020 ARRIGONI GIORGIO (Presidente)
SCHIEVANO ELISABETTA (Membro Effettivo)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di chimica, biochimica. Nozioni sulla natura e struttura delle proteine. Elementi di cromatografia e tecniche separative.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti di base della proteomica e della metabolomica, della spettrometria di massa e della Risonanza Magnetica Nucleare, delle diverse tipologie di strumenti e delle numerose tecniche di proteomica quantitativa e di metabolomica. Si intende fornire agli studenti gli strumenti necessari per comprendere vantaggi e svantaggi dei diversi approcci e valutare criticamente un workflow di proteomica/metabolomica, dalla preparazione del campione, all’acquisizione degli spettri, all’analisi multivariata e all’interpretazione dei dati.
Modalita' di esame: Gli studenti dovranno sostenere un esame scritto di cui una parte sarà costituita dall’interpretazione di uno spettro di MS/MS relativo ad un peptide, e di uno spettro NMR di un metabolita con lo scopo di assegnarne la corretta struttura chimica. Saranno poi proposte una serie di domande a risposta multipla e domande aperte relative alla simulazione di casi studio reali. Si prevede la possibilità di una parte orale basata sulla discussione critica di articoli scientifici inerenti alle tematiche affrontate durante il corso.
Criteri di valutazione: Costituiranno criteri di valutazione la correttezza delle risposte, il livello di conoscenza e di comprensione degli argomenti trattati, il grado di approfondimento e la capacità di valutare in modo critico vantaggi e svantaggi delle diverse tecnologie.
Contenuti: • Concetto di proteoma e metaboloma. Le origini della proteomica e della metabolomica.
• Isoelectrofocusing e gel bidimensionali. Metodi di staining e analisi delle immagini. Tecnica DIGE (Differential In Gel Electrophoresis).
• La spettrometria di massa in ambito biochimico.
• Gli spettrometri di massa: rapporto massa/carica, massa media e massa monoisotopica, accuratezza di massa e concetto di risoluzione, distribuzione isotopica, determinazione dello stato di carica e deconvoluzione.
• Come è fatto uno spettrometro di massa: sorgenti e metodi di ionizzazione, analizzatori e detectors. Caratteristiche dei principali strumenti commerciali.
• Spettrometria di massa tandem, spettri MS, MS/MS e MSn. Metodi di frammentazione e metodi di scansione. Accoppiamento con tecniche separative: GC-MS, LC-MS e CE-MS.
• Analisi di proteine e peptidi: metodi top-down, middle-down e bottom-up. Peptide mass fingerprinting (PMF), identificazione mediante MS/MS, shotgun proteomics. Interpretazione di spettri MS/MS di peptidi.
• Algoritmi e principali motori di ricerca per l’identificazione di peptidi e proteine: Database Search, De Novo Peptide Sequencing e Spectral Libraries. Metodi di acquisizione data-dependent e data-independent.
• Tecniche di proteomica quantitativa label-based e label-free e loro applicazioni. Selected Reaction Monitoring: quantificazione relativa e assoluta di proteine.

• Spettroscopia NMR.
• Principi fisici.
• Lo strumento NMR. Note per la registrazione di spettri .
• Spettroscopia NMR mono e bidimensionale: approccio pratico per l’apprendimento di strategie per la determinazione delle strutture chimiche di metaboliti.
• Esercizi di interpretazione di spettri NMR di molecole organiche
• NMR quantitativo: diversi approcci per quantificare la concentrazione dei metaboliti in matrici complesse.

• Preparazione del campione per analisi di proteomica e metabolomica tramite MS e NMR.
• Analisi multivariata degli spettri di massa e di NMR: cenni di chemiometria.
• Approccio targeted e untargeted. Tipici workflow di analisi metabolomiche. Identificazione dei metaboliti. Banche dati di metaboliti. Cenni di flussomica e Systems Biology.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali. Discussione in aula con presentazione di casi reali di dati di proteomica e metabolomica.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Agli studenti verranno fornite le slides del corso che dovranno essere opportunamente integrate con appunti di lezione. Materiali utili per approfondimenti saranno indicati dai docenti durante il corso.

Relativamente alla parte di proteomica e metabolomica, soprattutto a causa della veloce evoluzione che caratterizza queste discipline, non sono presenti in commercio testi comprensivi di tutti gli argomenti trattati. Verranno eventualmente consigliati agli studenti libri di testo inerenti alla spettrometria di massa e alla Risonanza Magnetica Nucleare.
Testi di riferimento:

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Problem based learning
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita'