LAUREA MAGISTRALE IN CHIMICA CORSO DI PROPRIETA’ DI BIOPOLIMERI PROF. ROBERTO RIZZO DIP. SCIENZE DELLA VITA TEL. 040 5588754 e-mail rizzor@units.it

Ricevimento studenti – Programma Introduzione al corso Il Prof. Rizzo riceve gli studenti tutti i venerdì dalle 9:00 alle 11:00 È opportuno comunque confermare l’appuntamento Il professore riceve anche fuori orario previo appuntamento telefonico o e-mail L’esame consiste in una prova orale (circa 40 minuti, portasi una penna) Programma del corso Libro di testo: "Biophysical Chemistry" Autori: Cantor e Schimmel 3 volumi pubblicati da W:H: Freeman and Co. New York. Presente in numerose biblioteche dell'Università. Il materiale elettronico fornito (testo e figure) non sostituisce il libro di testo.

  Parmi, oltre a ciò, di scorgere nel Sarsi ferma credenza, che nel filosofare sia necessario appoggiarsi all’opinioni di qualche celebre autore, si che la mente nostra, quando non si maritasse col discorso d’un altro, ne dovesse in tutto rimanere sterile ed infeconda; e forse stima che la filosofia sia un libro e una fantasia d’un uomo, come l’Iliade e l’Orlando Furioso, libri ne’ quali la meno importante cosa è che quello che vi è scritto sia vero. Signor Sarsi, la cosa non istà cosí. La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non s’impara a intender la lingua e conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto. G. Galilei, Il Saggiatore

PROPRIETA’ STRUTTURALI DEI BIOPOLIMERI PROTEINE ACIDI NUCLEICI POLISACCARIDI

LE PROTEINE SONO DEI POLIMERI LE CUI UNITA’ RIPETITIVE SONO GLI -AMMINO ACIDI: Legame peptidico

La convenzione L e D per gli amminoacidi non si riferisce all’attività ottica propria dell’amminoacido, ma a quella della gliceraldeide. In alternativa vengono usati i designatori (S) e (R) per indicare la stereochimica assoluta. Quasi tutti gli amminoacidi nelle proteine sono (S) al carbonio , ma la cisteina è (R) e la glicina non è chirale. Inoltre, la leucina ha un carbonio chirale anche in catena laterale e quindi 4 possibili isomeri:

Catena polipeptidica Brevi sequenze di amminoacidi si chiamano peptidi, sequenze lunghe si chiamano polipeptidi. Polipeptidi naturali con attività biologica si chiamano proteine. La loro struttura (primaria) è definita da composizione e sequenza.

Le proprietà strutturali e conformazionali “locali” delle proteine dipendono dalla geometria del legame peptidico e dal valore degli angoli di rotazione attorno ai legami: , . Geometria del legame peptidico

Variazioni conformazionali locali ed a lungo raggio dipendono dalla rotazione degli angoli  e 

La libertà di rotazione dipende dall’ingombro sterico dei gruppi relativi alle catene laterali R

Simili parametri conformazionali possono essere definiti per acidi nucleici…… pdTpdGpdCpdA dal 5’ al 3’

…. e per i polisaccaridi 6 4 5 2  3 1 Glucosio

La struttura di un polisaccaride è definita da: 1) Composizione 2) Sequenza 3) Tipo di concatenamento (anche ramificazioni). 4) Anomeria ( o ) Guar gum Xanthan gum

Gradi di libertà rotazionali in catene polisaccaridiche Come succede generalmente per i polimeri, nei processi di dissoluzione: la bassa entropia di mescolamento viene compensata dall’alto disordine conformazionale gomitolo statistico

LE PROPRIETA’ CONFORMAZIONALI IL CASO DELLE PROTEINE

peptidi Per convenzione  e  sono entrambi zero quando i due gruppi peptidici che affiancano il carbonio  sono sullo stesso piano in conformazione cis. Questa è una conformazione ad alta energia

  Grafico di Ramachandran

CONTRIBUTI ALL’ENERGIA CONFORMAZIONALE Contributo coulombiano Contributo di van der Waals

Calcolo con la catena laterale dell’alanina

Calcolo con la catena laterale della glicina

Confronto con i dati sperimentali Ubiquitina Confronto con i dati sperimentali