D1 - Conoscenza e capacità di comprensione.
Gli studenti che partecipano a questo corso acquisiranno una conoscenza approfondita degli enzimi, la loro definizione e classificazione. Saranno in grado di comprendere il ruolo critico che gli enzimi svolgono nelle reazioni biologiche e nelle applicazioni industriali. Inoltre, i partecipanti avranno una solida comprensione della termodinamica enzimatica, compresi i concetti fondamentali di energia libera e spontaneità delle reazioni. Questa conoscenza consentirà loro di comprendere le energie di attivazione e le barriere cinetiche coinvolte nei processi enzimatici.

D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Gli studenti saranno in grado di applicare le loro conoscenze teoriche per analizzare la cinetica enzimatica. Saranno in grado di interpretare e utilizzare le equazioni di Michaelis-Menten e altre derivate, nonché di comprendere i modelli cinetici di inibizione enzimatica. Con queste competenze, gli studenti saranno in grado di valutare i fattori che influenzano la velocità di reazione enzimatica e determinare i parametri cinetici come Km, Vmax, kcat, etc. Impareranno a interpretare dati sperimentali tramite grafici di Lineweaver-Burk e utilizzare tali informazioni per comprendere il comportamento cinetico degli enzimi.

D3 - Autonomia di giudizio.
Gli studenti svilupperanno la capacità di valutare criticamente le applicazioni degli enzimi in diversi contesti industriali, come la produzione di alimenti, farmaci e biocarburanti.

D4 - Abilità comunicative.
Gli studenti saranno in grado di comunicare in modo chiaro ed efficace i risultati delle loro analisi, sia a livello scritto che verbale. Potranno presentare le informazioni tecniche in modo accessibile anche a un pubblico non esperto, dimostrando abilità di comunicazione scientifica.

D5 - Capacità di apprendimento.
Gli studenti saranno in grado di sintetizzare le informazioni apprese durante il corso e collegarle a concetti più ampi nell'ambito dell'applicazione industriale della catalisi enzimatica. Saranno in grado di affrontare in modo critico problemi complessi legati alla cinetica enzimatica e di sviluppare nuove soluzioni basate sulle loro conoscenze e capacità. Inoltre, gli studenti svilupperanno la capacità di apprendere autonomamente, mantenendosi informati sulle ultime scoperte e innovazioni nel campo dell'enzimologia e delle applicazioni industriali correlate.

Chimica organica
Termodinamica
Fisica e matematica di base

Attraverso una combinazione di lezioni teoriche e attività di laboratorio, gli studenti avranno l'opportunità di acquisire competenze sia teoriche che pratiche nell'analisi della cinetica enzimatica.

Definizione e classificazione degli enzimi.
Ruolo degli enzimi nelle reazioni biologiche e applicazioni industriali.
Termodinamica enzimatica.
Concetti fondamentali di energia libera e spontaneità delle reazioni.
Energie di attivazione e barriere cinetiche.
Cinetica delle reazioni enzimatiche.
Equazioni di Michaelis-Menten e derivate.
Modelli cinetici di inibizione enzimatica.
Fattori che influenzano la velocità di reazione enzimatica.
Parametri cinetici.
Determinazione delle costanti cinetiche: Km, Vmax, kcat, etc.
Analisi di dati sperimentali tramite grafici di Lineweaver-Burk.
Cinetica degli enzimi in processi industriali.
Applicazioni degli enzimi nella produzione di alimenti, farmaci e biocarburanti.
Ingegneria enzimatica per migliorare l'efficienza dei processi industriali.
Utilizzo degli enzimi nella sintesi e modificazione di materiali polimerici.

Il corso mira a fornire agli studenti una comprensione approfondita dei principi termodinamici e cinetici che governano l'attività degli enzimi, bio-catalizzatori che oggigiorno rivestono un ruolo importante in processi industriali e nella produzione di materiali.

Slide e materiale didattico fornito dal docente

Il corso mira a fornire agli studenti una comprensione approfondita dei principi termodinamici e cinetici che governano l'attività degli enzimi, bio-catalizzatori che oggigiorno rivestono un ruolo importante in processi industriali e nella produzione di materiali. Attraverso una combinazione di lezioni teoriche e attività di laboratorio, gli studenti avranno l'opportunità di acquisire competenze sia teoriche che pratiche nell'analisi della cinetica enzimatica.

Definizione e classificazione degli enzimi.
Ruolo degli enzimi nelle reazioni biologiche e applicazioni industriali.
Termodinamica enzimatica.
Concetti fondamentali di energia libera e spontaneità delle reazioni.
Energie di attivazione e barriere cinetiche.
Cinetica delle reazioni enzimatiche.
Equazioni di Michaelis-Menten e derivate.
Modelli cinetici di inibizione enzimatica.
Fattori che influenzano la velocità di reazione enzimatica.
Parametri cinetici.
Determinazione delle costanti cinetiche: Km, Vmax, kcat, etc.
Analisi di dati sperimentali tramite grafici di Lineweaver-Burk.
Cinetica degli enzimi in processi industriali.
Applicazioni degli enzimi nella produzione di alimenti, farmaci e biocarburanti.
Ingegneria enzimatica per migliorare l'efficienza dei processi industriali.
Utilizzo degli enzimi nella sintesi e modificazione di materiali polimerici.

Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:
Comprendere i principi termodinamici e cinetici che regolano l'attività degli enzimi.
Analizzare e interpretare dati sperimentali relativi alla cinetica enzimatica.
Valutare l'applicazione degli enzimi nei processi industriali e nella produzione di materiali.
Sviluppare competenze di laboratorio per misurare la cinetica degli enzimi.

Lezioni frontali con slide di power point fornite agli studenti; esercitazioni in laboratorio.

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La valutazione si baserà su un colloquio orale, effettuato sulla base di una tesina sviluppata sulle esperienze di laboratorio effettuate.

Dalla tesina e successivo colloquio orale dovranno emergere la conoscenza degli argomenti elencati nel programma e la capacità di applicare le conoscenze acquisite. Le valutazioni sono espresse in trentesimi, secondo i seguenti criteri:
-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