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Oggetto:
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Metaboliti bioattivi delle piante

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Plant Bioactive Metabolites

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
SAF0038
Docente
Prof. Cinzia Margherita Bertea (Affidamento interno)
Corso di studi
[056502] BIOTECNOLOGIE VEGETALI
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
Modalità di erogazione
Convenzionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
Nessuno / None
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Biotecnologie Vegetali, fornendo conoscenze approfondite e aggiornate riguardanti la sintesi e la produzione biotecnologica di metaboliti bioattivi delle piante, composti importanti per le loro applicazioni nel settore industriale.

L'insegnamento ha la finalità di approfondire i processi biochimici connessi alle vie metaboliche che portano alla formazione dei metaboliti bioattivi di origine vegetale e che abbiano interesse come composti da impiegare nell'industria farmaceutica ed alimentare. Inoltre fornisce agli studenti una base adeguata per la comprensione delle problematiche connesse alle varie strategie biotecnologiche per la produzione di metaboliti bioattivi ad alto valore aggiunto su larga scala, nonché una preparazione teorico-pratica sulle principali tecniche impiegate nello studio di questi prodotti naturali.

 

 

This course contributes to the teaching goals of the Plant Biotechnology Course providing in-depth and up-to-date knowledge regarding the synthesis and the biotechnological production of plant bioactive metabolites, important compounds for their applications in the industrial field.

The course aims to investigate the biochemical processes associated with the metabolic pathways that lead to the formation of bioactive metabolites of plant origin, such as  compounds that have an interest in pharmaceutical and food industry application. Moreover, the course will provide to the students an adequate basis for understanding the issues related to the different biotechnological strategies for the production of bioactive metabolites with high added value on large scale, as well as a theoretical and practical preparation of the main techniques used in the study of these natural products.

 

 

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà conoscere:

le classi principali di metaboliti bioattivi delle piante (terpenoidi, composti fenolici e alcaloidi) e il  loro ruolo ecologico

gli aspetti molecolari, chimici e biochimici della produzione di metaboliti bioattivi delle piante e la loro applicazione in campo farmaceutico e nutraceutico

gli aspetti biotecnologici della produzione in vitro di metaboliti bioattivi tramite l'impiego di colture cellulari, tessuti vegetali e sistemi eterologhi

le tecniche di estrazione e di analisi di metaboliti bioattivi delle piante

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Al fine di questo insegnamento lo studente saprà:

utilizzare competenze teoriche e operative volte a comprendere gli aspetti chimici/biochimici, nutrizionali e farmacologici dei metaboliti bioattivi delle piante

applicare metodologie di analisi chimiche, biochimiche, biomolecolari e biotecnologiche applicate allo studio dei metaboliti bioattivi delle piante

interpretare i dati sperimentali

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Al termine di questo insegnamento lo studente saprà:

discutere in gruppo e con il docente il contenuto di pubblicazioni scientifiche riguardanti lo studio dei metaboliti bioattivi di origine vegetale

discutere in gruppo e con il docente le possibili interpretazioni dei dati sperimentali relativi alle analisi chimiche dei metaboliti bioattivi di origine vegetale

ABILITÀ COMUNICATIVE

Al termine di questo insegnamento lo studente sarà in grado di:

utilizzare in modo corretto i termini specifici della chimica/biochimica dei metaboliti bioattivi

esporre e discutere articoli scientifici legati allo studio dei metaboliti bioattivi delle piante e alle loro applicazioni biotecnologiche

acquisire adeguate competenze e strumenti per l’elaborazione e presentazione di dati sperimentali

acquisire la capacità di lavorare in gruppo

Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula ed in laboratorio

 

KNOWLEDGE & UNDERSTANDING

At the end of the course the student will have to know:

the main classes of plant bioactive metabolites (terpenoids, phenolic compounds and nitrogen-containing compounds) and their ecological role

the molecular, chemical and biochemical aspects of the production of plant bioactive metabolites and their applications in the pharmaceutical and nutraceutical field

the biotechnological aspects of the in vitro production of bioactive metabolites through the use of plant cell and tissue cultures and heterologous systems

extraction and analysis techniques for plant bioactive metabolites

 

APPLYING KNOWLEDGE & UNDERSTANDING

At the end of the course the student will be able to:

use theoretical and practical knowledge aimed at understanding the chemical/biochemical, nutritional and pharmacological aspects of plant bioactive metabolites

use chemical, biochemical, biomolecular and biotechnological analysis methods applied to the study of plant bioactive metabolites

interpret experimental data

 

INDIPENDENCE IN JUDGMENT

At the end of the course the student will be able to:

discuss in group and with the teacher the content of scientific publications concerning the study of bioactive metabolites of plant origin

discuss in group and with the teacher the possible interpretations of the experimental data related to the chemical analyses of bioactive metabolites of plant origin

COMMUNICATION SKILLS

At the end of the course the student will be able to:

correctly use the specific terms of the chemistry/biochemistry of bioactive metabolites

present and discuss scientific papers related to the study of plant bioactive metabolites and their biotechnological applications

acquire adequate skills and tools for the processing and presentation of experimental data

acquire the ability to work in team

This skill will be developed through the active involvement of students through oral discussions in the classroom and in the laboratory

 
 
 
 
 
 

 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento, si utilizzano lezioni teoriche (45 ore) ed esercitazioni di laboratorio svolte a gruppi (15 ore). Le lezioni magistrali sono in italiano, supportate da presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche in inglese. Le esercitazioni di laboratorio prevedono la partecipazione attiva degli studenti e comprendono analisi chimiche di metaboliti bioattivi di origine vegetale.

Le esercitazioni di laboratorio saranno svolte presso l'Unità di Fisiologia Vegetale del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi con sede in Via Quarello 15/A 10135 Torino

 

To achieve the educational objectives of this course, theoretical lectures (45 hours) and laboratory exercises carried out in groups (15 hours). Theoretical lectures are in Italian, supported by ppt presentations with graphic illustrations in English. The practical part of the course (lab exercises) involves the active participation of students and includes chemical analysis of bioactive metabolites of plant origin.

Laboratory exercises will be done at the Plant Physiology Unit of the Department of Life Sciences and Systems Biology located in Via Quarello 15/A 10135 Turin.

 

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto costituito da 13 domande (12 basate sulle lezioni frontali e 1 sulle esercitazioni pratiche). Le domande sono mirate alla valutazione ragionata della conoscenza del programma svolto. Lo studente può scaricare dal sito del corso una serie di domande per l'autovalutazione.

The exam is a written test based on the evaluation of acquired knowledge. The test is based on 13 questions (12 questions related to the theoretical lectures and 1 related to the lab exercises) The student can download a series of study questions for self-evaluation.

 

 

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Programma

Distribuzione e biodiversità dei metaboliti bioattivi nel regno vegetale

Siti di sintesi ed accumulo dei metaboliti bioattivi delle piante

Ruolo ecologico dei metaboliti bioattivi delle piante

Vie biosintetiche dei metaboliti bioattivi delle piante: i composti fenolici

Vie biosintetiche dei metaboliti bioattivi delle piante: i terpenoidi o isoprenoidi

Vie biosintetiche dei metaboliti bioattivi delle piante: i composti contenenti azoto

Applicazioni biotecnologiche dei metaboliti bioattivi delle piante. Colture cellulari, colture di organi, bioreattori, piante transgeniche e microorganismi come piattaforma di produzione dei metaboliti bioattivi delle piante

Molecular farming

I metaboliti bioattivi prodotti dalle piante medicinali ed alimentari come base per la produzione di farmaci ed integratori alimentari

Esercitazioni di laboratorio: estrazione ed analisi in HPLC e GC-MS di metaboliti bioattivi estratti da matrici di origine vegetale

Esercitazioni di laboratorio: estrazione ed analisi spettrofotometrica di metaboliti bioattivi estratti da frutti e piante alimentari

 

 

Biodiversity and distribution of bioactive metabolites in the plant kingdom

Sites of synthesis and storage of plant bioactive metabolites

Ecological roles of plant bioactive metabolites

Biosynthesis of plant bioactive metabolites: phenolic compounds

Biosynthesis of plant bioactive metabolites: terpenoids or isoprenoids

Biotechnological applications of plant bioactive metabolites: cell cultures, organ cultures, bioreactors, transgenic plants and microorganisms as a production platform for bioactive plant metabolites

Molecular farming

The bioactive metabolites produced by medicinal and food plants as a basis for drug and dietary supplement production

Lab exercises: extraction and analysis by HPLC and GC-MS of bioactive metabolites from matrices of plant origin

Lab exercises: extraction and spectrophotometric analysis of bioactive metabolites extracted from fruits and food plants

 

 

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Testi consigliati e bibliografia

Testo consigliato: MAFFEI, M. (2015) Molecole Bioattive delle Piante, Gruppo Editoriale L'Espresso.

Dispense, slides e articoli di approfondimento disponibili sul sito campusnet del corso di laurea e sulla piattaforma Moodle

 

Textbook: MAFFEI, M. (2018) Plant Bioactive Molecules,Cambridge Scholar Publishing.

Handouts, slides and scientific papers available as online materials on Campusnet and Moodle platforms

 

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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

The teaching activity methods may vary according to the limitations imposed by the current health emergency. In any case, the alternative (online) teaching is ensured throughout the entire academical year

 
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Ultimo aggiornamento: 16/09/2020 19:26
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