D1. Conoscenza e capacità di comprensione: al completamento del corso, lo studente avrà acquisito i principi teorici e applicativi dei principali metodi utilizzati in Biologia Strutturale per la caratterizzazione biofisica e strutturale delle macromolecole biologiche e delle loro interazioni con altre molecole.
D2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite alla risoluzione di problemi utili allo studio della struttura di macromolecole biologiche e delle interazioni biomolecolari. Lo studente sarà in grado di comprendere gli aspetti strutturali delle macromolecole biologiche al contesto scientifico di riferimento.
D3. Autonomia di giudizio: Lo studente sarà in grado di individuare e valutare le metodologie adeguate, tra tutte quelle discusse, per lo studio specifico di problematiche biostrutturali e di interazioni biomolecolari.
D4. Abilità comunicative: Al termine del corso, lo studente avrà acquisito il linguaggio e la terminologia necessaria alla comprensione, esposizione e discussione di problematiche di Biologia Strutturale.
D5. Capacità di apprendere: Lo studente sarà in grado di applicare le nozioni acquisite, di tipo biofisico e biostrutturale, ad ambiti più complessi o di tipo diverso.

Chimica e Fisica di base, Biochimica, Biologia Molecolare, Biofisica

Introduzione alla biologia strutturale integrata: espressione e purificazione di proteine per studi strutturali.
Metodi biofisici per la caratterizzazione delle macromolecole biologiche (stabilità, strutture secondarie, aggregazione). Metodi biofisici per lo studio quantitativo delle interazioni macromolecola-ligando.
Panoramica dei metodi biofisici per determinare la struttura delle macromolecole a livello atomico o quasi-atomico (Cristallografia, SAXS, NMR, Cryo-EM e metodi computazionali). Principi teorici e sperimentali della cristallografia delle macromolecole biologiche. Risoluzione del problema della fase, costruzione, raffinamento e validazione del modello molecolare cristallografico.
Introduzione alla radiazione di sincrotrone e il suo utilizzo in biocristallografia, SAXS e dicroismo circolare. Cenni di NMR per lo studio delle macromolecole biologiche. Cenni di Cryo-EM. Breve introduzione ai metodi computazionali, AlphaFold2.

Testi Consigliati
G. Rhodes – Crystallography Made Crystal Clear, Academic Press (2006)
C. Branden and J. Tooze – Introduction to Protein Structure - 2nd Edition, Garland Publishing (1999)
B. Rupp - Biomolecular Crystallography: Principles, Practice, and Application to Structural Biology, Garland (2010).

Articoli selezionati dalla letteratura scientifica; Diapositive del corso (il materiale didattico sarà fornito agli studenti, eventualmente tramite la piattaforma Teams o Moodle).

- Integrative Structural Biology: Introduzione.
- Espressione e purificazione di proteine nel contesto degli studi biofisici e strutturali.
- Metodi biofisici per la caratterizzazione delle macromolecole biologiche e delle loro interazioni (Isothermal Titration Calorimetry, Differential Scanning Calorimetry, Surface Plasmon Resonance, Differential Scanning Fluorimetry).
- Cenni ai metodi biofisici per la determinazione della struttura delle macromolecole.
- Introduzione allo stato cristallino
- Introduzione alla simmetria molecolare e cristallina.
- Cristallografia delle macromolecole biologiche: Principi teorici e sperimentali.
- Il problema della fase e sua risoluzione in biocristallografia (metodi MIR, MAD/SAD, Molecular Replacement).
- La costruzione del modello molecolare in biocristallografia (‘Density Modification’, grafica molecolare).
- Raffinamento e validazione del modello molecolare cristallografico.
- Introduzione alla radiazione di sincrotrone
- L’uso della luce di radiazione in biocristallografia.
- La radiazione di sincrotrone e lo Scattering a basso angolo (SAXS) per lo studio delle macromolecole biologiche.
- Dicroismo circolare nel UV-VIS e radiazione di sincrotrone; suo utilizzo in biologia strutturale.
- Il Protein Structure Database (PDB) e suo utilizzo.
- Biologia Strutturale nella letteratura scientifica: Analisi Critica di casi specifici.
-Introduzione all’NMR come metodo per lo studio delle macromolecole biologiche
-Cenni di Cryo-EM per la determinazione strutturale
-Cenni ai metodi computazionali utilizzati per lo studio delle macromolecole biologiche. AlphaFold

Il corso consiste in lezioni frontali in aula della durata di due ore, supportate dall’utilizzo di presentazioni Powerpoint.

E’ prevista un’attività di laboratorio inerente gli argomenti studiati durante il corso (cristallizzazione e diffrazione di macromolecole, metodi biofisici per lo studio dell’interazione tra molecole) che verrà svolta presso il laboratorio CNR di Biologia Strutturale (Area Science Park – Basovizza).

Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari, saranno comunicate agli studenti direttamente o tramite le piattaforme di comunicazione previste dall’Ateneo (Teams)

Dr Alberto Cassetta, Istituto di Cristallografia, CNR – Area Science Park Basovizza (Trieste) Building Q1, II floor, Office 105B, SS. N° 14, Km 163.5, I-34149 Trieste.
E-mail: alberto.cassetta@ic.cnr.it ; Phone: +39-040-3757525; Office Hours: Monday-Thursday 8.30-12.30; 13.30-17.30

Sonia Covaceuszach, PhD, Istituto di Cristallografia, CNR – Area Science Park Basovizza (Trieste) Building Q1, II floor, Office 105B, SS. N° 14, Km 163.5, I-34149 Trieste.
E-mail: sonia.covaceuszach@ic.cnr.it ; Phone: +39-040-3757526; Office Hours: Monday-Thursday 8.30-12.00; 13.00-17.00

Per poter essere ammesso all’esame di valutazione, lo studente deve aver partecipato ai laboratori obbligatori. Non è prevista alcuna valutazione dell’attività laboratoriale.

La valutazione dello studente prevede una prova orale articolata nell’esposizione di un articolo scientifico inerente alle tematiche del corso, scelto dai responsabili del corso e comunicato almeno 20 giorni prima della data di esame, previa richiesta da parte dello studente via e-mail. La presentazione dovrà avere una durata compresa tra i 15 e i 30 minuti a discrezione dello studente e dovrà avvalersi di un ausilio informatico (Powerpoint). Alla presentazione dell’articolo potranno seguire quesiti inerenti all’articolo presentato. Saranno quindi posti 6 quesiti sulle tematiche illustrate durante il corso, 3 per ognuno dei due moduli del corso. Lo studente dovrà dimostrare un adeguato apprendimento degli argomenti oggetto del corso, coerentemente con i descrittori di apprendimento sopra riportati. Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi calcolato nel seguente modo: fino a un massimo di 12 punti sono attribuiti alla presentazione, fino a un massimo di 3 punti sono attribuiti a ciascuna delle sei domande generali.
Il punteggio finale viene attribuito in trentesimi sulla base della seguente valutazione:
-Eccellente (30 -30 e lode): ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, ottima capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare brillantemente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Molto buono (27 -29): buona conoscenza degli argomenti, notevole proprietà di linguaggio, buona capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare correttamente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Buono (24-26): buona conoscenza dei principali argomenti, discreta proprietà di linguaggio; lo/la studente/essa mostra una adeguata capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Soddisfacente (21-23): lo/la studente/essa non mostra piena padronanza degli argomenti
principali dell'insegnamento, pur possedendone le conoscenze fondamentali; mostra comunque soddisfacente proprietà di linguaggio e sufficiente capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Sufficiente (18-20): minima conoscenza degli argomenti principali dell'insegnamento e del
linguaggio tecnico, limitata capacità di applicare in modo adeguato le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Insufficiente (<18): lo/la studente/essa non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti dei diversi argomenti del programma.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle
Nazioni Unite