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  • Biochimica enologica - Prof. Cinzia Rapino - a.a. 2016/2017

    Ricercatore in Biochimica (SSD BIO/10) presso l'Università degli studi di Teramo.

    Formazione: Laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche, indirizzo tossicologico, (Università degli studi di Bologna-anno accademico 2000-2001); Abilitazione alla professione di Farmacista (Università degli Studi di Bologna-anno 2002); Dottorato di Ricerca in Scienze Biomediche con una tesi dal titolo "Risposta molecolare e morfologica all'ipossia cronica intermittente durante lo sviluppo del cuore di ratto" (Università degli Studi "G. d'Annunzio" di Chieti-Pescara-anno 2005); Assegnista di ricerca presso il laboratorio di biochimica e biologia molecolare, Università degli studi di Teramo (2005-2008); Research fellow presso l'Università Queen's di Belfast, Irlanda del Nord, con un progetto sullo studio del sistema endocannabinoide nell'infertilità maschile (2008-2009).

    Responsabile dell'unità di Biochimica dei lipidi del gruppo di Ricerca "StemTeCh" dell'Università degli Studi "G. D'Annunzio" di Chieti e dell'Università degli Studi di Teramo.

    Membro del collegio dei docenti del Dottorato di ricerca in Biotecnologie molecolari e cellulari.

    Attività didattica: Attività di supporto nell'ambito dei corsi ufficiali di insegnamento di "Fisiologia Umana" presso il corso di laurea in Scienze Infermeristiche e in Ortottica ed Assistenza Oftalmologia, Università "G. d'Annunzio", Chieti-Pescara (2003). Cultore della materia "Fondamenti anatomo-fisiologici della Psiche" presso il corso di laurea in Scienze Psicologiche, Università "G d'Annunzio", Chieti-Pescara (2003); Svolgimento di esercitazioni teorico-pratiche di laboratorio nell'ambito del corso di "Metodologie Biochimiche" presso l'Università degli studi di Teramo. (2006--2009); Precorsi di Biologia presso le facoltà di Agraria e Veterinaria, Università degli studi di Teramo (Settembre-Ottobre 2009); Titolare, presso l'Università degli Studi di Teramo, del modulo di insegnamento di "Tecniche di crioconservazione dei gameti" nel Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie della Riproduzione (2011-2013). Dal 2013 titolare, presso l'Università degli Studi di Teramo, dell'insegnamento di "Marcatori molecolari nella riproduzione"nel Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie della Riproduzione e dal 2012 dell'insegnamento "Biochimica enologica" nel Corso di Laurea in Viticoltuta ed Enologia.

    Conoscenze Tecniche: Biochimica: Western Blot, ELISA, immunoprecipitazione, espressione e purificazione di proteine ricombinanti di fusione in sistemi procariotici, misura d'attività enzimatica in vitro, tecniche spettroscopiche, cromatografia (HPLC) accoppiata alla spettrometria di massa, dosaggi di legame ligando-recettore, saggi per la valutazione della fluidità di membrana, estrazione di mitocondri da epatociti di topo, misura del calcio intracellulare mediante Fluo-3, misura del potenziale di membrana cellulare e mitocondriale.

    Biologia Molecolare: purificazione di DNA plasmidico, estrazione di DNA genomico e di RNA, PCR.

    Biologia Cellulare: mantenimento di cellule in coltura; trattamenti farmacologici, trasfezioni transienti e stabili, tecniche per la valutazione del processo apoptotico (metodo di esclusione con Trypan Blue, saggi di frammentazione del DNA attraverso la tecnica TUNEL), analisi di vitalità cellulare, tecniche di immunofluorescenza e di immunoistochimica.

    Sperimentazione animale: manipolazione di topi e ratti.

    Manipolazione materiale radioattivo per studi enzimatici e di legame a recettori.

    Attività scientifica: I principali filoni di ricerca intrapresi sono:

    - Analisi di composti naturali (ad es. nutraceutici, lipidi bioattivi, ecc.) e delle vie metaboliche che li producono in alimenti di origine animale e vegetale.

    - Biochimica dei lipidi, di enzimi metabolici e di recettori coinvolti in processi fisiologici ed in patologie infiammatorie, neurodegenerative e tumorali.

    - Studio degli effetti di lipidi bioattivi e nutraceutici sui meccanismi molecolari alla base degli eventi riproduttivi.

    - Biochimica del differenziamento di cellule staminali.

    - Membrane e messaggeri lipidici nella morte cellulare programmata (apoptosi).

    OBIETTIVI DEL CORSO, PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'

    Obiettivi formativi generali: Il corso consente allo studente di impadronirsi di conoscenze riguardanti le vie metaboliche che permettono la crescita dei microorganismi e i processi biochimici, sottostanti la produzione del vino e delle bevande fermentate.

    Prerequisiti: Basi di chimica organica e principi di biochimica.

    Propedeuticità: Chimica organica.

    INDICATORI DI DUBLINO

    UNITA' DIDATTICA 1: Aminoacidi e struttura primaria delle proteine. Strutture proteiche superiori. Relazioni strutture/funzioni negli enzimi. Catalisi enzimatica. Classificazioni degli enzimi. Coenzimi e gruppi prostetici. Specificità delle reazioni enzimatiche. Complesso ES. Transienti. Siti catalitici. Cinetica enzimatica e determinazione dei principali parametri cinetici. Equazione di Michaelis-Menten. Definizioni e significati di Km. Inibizioni reversibili e irreversibili. Controllo delle reazioni enzimatiche. Regolazione allosterica. Regolazione mediante modificazione di legami covalenti. Induzione enzimatica e repressione catabolica.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono conoscenze riguardanti la struttura delle proteine e il loro ruolo come enzimi con particolare attenzione alla cinetica enzimatica;

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 1 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper valutare la correttezza generale di una argomentazione come per esempio su una reazione enzimatica;

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative in senso scientifico  in maniera interattiva attraverso quesiti aperti durante la lezione;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti devono dimostrare di avere sviluppato le capacità di apprendimento e di analisi critica, attraverso una verifica con l’esame finale.

    UNITA' DIDATTICA 2:  Membrane biologiche e trasporto. Bioenergetica e metabolismo. Tipi di reazioni biochimiche. Organismi autotrofi e eterotrofi. Fotosintesi e respirazione. Vie cataboliche e anaboliche. Termodinamica nei sistemi biologici. Ruolo dell’ ATP nel metabolismo. Le reazioni di ossido-riduzione di interesse biologico.  L’Acetil-CoA. Coenzimi Redox. Introduzione al metabolismo. Vie metaboliche principali e intermedi chiave. Il metabolismo ossidativo.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono la conoscenza dei principi di bionergetica e i composti energetici di interesse biologico;

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica  degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 2 e 3 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper descrivere la variazione di energia libera standard, di idrolisi di ATP e i potenziali di riduzione standard. 

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative attraverso l'esposizione di un principio di bioenergetica con applicazione in ambito biochimico ;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti, a seguito delle conoscenze acquisite nella  II unit, devono essere in grado di poter approfondire nelle successive unit  i processi metabolici.

    UNITA' DIDATTICA 3: Il metabolismo dei carboidrati. Il destino del piruvato. Glicolisi: via principale del catabolismo del glucosio. Formazione di ATP. Profilo energetico ed elettronico della glicolisi anaerobia. Vie di alimentazione della glicolisi. Sintesi dei carboidrati da precursori semplici. Via del pentosio fosfato. Produzione di acetato. Complesso della piruvato deidrogenasi. Ciclo dell’acido citrico. Reazioni anaplerotiche. Regolazione metabolica: glicolisi e ciclo dell’acido citrico.  Ciclo del gliossilato.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono la conoscenza del catabolismo aerobico e i meccanismi di regolazione metabolica;

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica  degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 2 e  3 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper descrivere le reazioni dei processi metabolici aerobici e definire i principali fattori che regolano la velocità di flusso dei metaboliti attraverso  la via glicolitica e il ciclo di Krebs;

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative con  l’esposizione di un processo metabolico ossidativo;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti, a seguito delle conoscenze acquisite nella I, II e III unit, devono essere in grado di fare connessioni tra i processi metabolici studiati.

    UNITA' DIDATTICA 4: I nutrienti: funzione plastica ed energetica. I lipidi.  Digestione ed assorbimento dei lipidi. Le apolipoproteine. Vie di trasporto delle lipoproteine e loro destino. Acidi grassi essenziali. Ossidazione degli acidi grassi. Il trasportatore acil-carnitina/carnitina. La β-ossidazione. Controllo dell’ossidazione degli acidi grassi. il trasporto di elettroni, la fosforilazione ossidativa e il metabolismo dell’ossigeno. Teoria chemiosmotica. La forza motrice protonica. ATP-sintasi. Sistemi navetta (shuttle) ossidazione del NADH citosolico. Sistema navetta del glicerolo-3-fosfato. Regolazione della fosforilazione ossidativa.  La catena respiratoria batterica.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono la conoscenza del catabolismo lipidico e i meccanismi di fosforilazione ossidativa;

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica  degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 4 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper descrivere le reazioni della beta-ossidazionei e definire il meccanismo di sintesi di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa;

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative con  l’esposizione di una reazione ossidativa di lipidi o di sintesi di ATP;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti, a seguito delle conoscenze acquisite nella I, II e III  e IV unit, devono essere in grado di fare connessioni tra i processi catabolici studiati.

    UNITA' DIDATTICA 5: Biochimica della fermentazione alcolica. Significato e tappe della fermentazione etanolica Fermentazione e respirazione. Fermentazione gliceropiruvica. Metabolismo dell’azoto. Ossigeno e biosintesi lipidi. Sintesi di ergosterolo nei lieviti. Sintesi di acidi grassi nei lieviti. Fluidità della membrana. Sottoprodotti della fermentazione alcolica. Metabolismo dei batteri lattici. Fermentazione omolattica. Fermentazione eterolattica. Fermentazione mannitica. Fermentazione malolattica. Acido citrico: metabolismo batterico. Vie metaboliche che possono originarsi dall’acido citrico. Il diacetile. Composti solforati. Fermentazione dell’acido tartarico o girato.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono e approfondiscono  le conoscenze riguardanti i processi fermentativi in enologia; 

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica  degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 5 e 6 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper descrivere i processi fermentativi in enologia;

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative con  l’esposizione di un processo fermentativo specifico ;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti, a seguito delle conoscenze acquisite in questa unit, devono aver competenze per applicazioni pratiche in campo enologico.

    UNITA' DIDATTICA 6: Composti fenolici, tannini e antociani: importanza enologica e salutistica. Interazione tannini-proteine. Attività antiossidante dei polifenoli. Il paradosso francese. Determinazione analitica dei polifenoli nel vino. Il resveratrolo nel vino. Determinazione analitica dell’anidride solforosa nel vino. Il valore nutrizionale delle bevande alcoliche e nervine. Il metabolismo dell’etanolo. Alterazioni metaboliche da eccesso di etanolo. Formazione di specie radicaliche dal metabolismo di etanolo. Alcaloidi nelle bevande nervine.

    Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiscono e approfondiscono  le conoscenze riguardanti i componenti secondari presenti nel vino con attenzione al valore nutrizionale e salutistico di questi composti oltre che dell'etanolo; 

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La conoscenza teorica  degli argomenti trattati verrà misurata mediante prova intermedia (a termine della 5 e 6 unit);

    Autonomia di giudizio: Gli studenti devono saper riconoscere le attività metaboliche dei composti fenolici;

    Abilità comunicative: Gli studenti devono saper  mostrare le proprie  abilità comunicative con  l’esposizione delle nozioni fornite ;

    Capacità di apprendimento: Gli studenti, a seguito delle conoscenze acquisite in questa unit, devono aver competenze per aspetti di tipo salutistico in campo enologico.


    Libri di testo

    • A.L.Lehninger, D.L.Nelson, M.M.Cox, I principi di Biochimica, Zanichelli, Bologna, 2014.

    Link per il download: http://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/9788808175441/donald-voet/fondamenti-di-biochimica/

    • D.Voet, J.G.Voet, Biochimica, Zanichelli,  Bologna.

    MATERIALE DI APPROFONDIMENTO

    • P.Ribereau-Gayon et al.; Ed. J.Wiley& Sons, ltd., Handbook of enology.
    • U. Leuzzi, E. Bellocco, D. Barreca (2013) Biochimca della nutrizione. (Zanichelli Editore, Bologna).
    • I. Cozzani (2005) Vino e salute (Aracne Editore)

    PROVE INTERMEDIE
    • Unità didattica 1: Test scritto con domanda a risposta multipla;
    • Unità didattica 2-3: Test scritto con domanda a risposta multipla;
    • Unità didattica 4: Test scritto con domanda a risposta multipla.
    • Unità didattica 5-6: Test scritto con domanda a risposta multipla.




  • Argomento 2

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