Descrizione del modulo "Determinazione della struttura tridimensionale di biomolecole complesse con tecniche spettroscopiche e cristallografiche (PM.P01.022.001)"

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  • Descrizione del modulo "Determinazione della struttura tridimensionale di biomolecole complesse con tecniche spettroscopiche e cristallografiche (PM.P01.022.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Lo sviluppo di nuovi farmaci è essenziale non solo per migliorare l'efficacia del trattamento di patologie la cui cura è ancora insoddisfacente ma anche, visti i problemi connessi ai fenomeni di resistenza, per ottimizzare progressivamente composti che al momento mostrano una buona efficacia terapeutica. La maggior attività di ricerca previste nella presente commessa rientrano in quella che viene genericamente definite fase di discovery di nuove molecole di interesse terapeutico. Le attività complementari volte alla caratterizzazione ed allo sviluppo di nuovi biocatalizzaztori presenta notevoli ricadute in diversi settori delle biotecnologie e può quindi fornire un contributo per migliorare la qualità della vita. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le attività di ricerca del presente modulo si sviluppano su diverse due direttrici. La prima macrotematica di attività, collocabile nella filiera diagnostica e farmaceutica molecolari, è volta alla caratterizzazione strutturale, mediante tecniche spettroscopiche o diffrattometriche, di biomolecole complesse coinvolte in gravi patologie umane. In questo campo, particolare interesse sarà rivolto (a) alla caratterizzazione di macromolecole potenziali target per antibiotici, (b) allo studio di sistemi macromolecolari implicati in patologie del sistema nervoso, e (c) all'identificazione di nuovi inibitori di anidrasi carboniche, una classe si isoenzimi coinvolti in numerose patologie umane. La seconda macrotematica è diretta allo studio di enzimi con proprietà catalitiche di interesse biotecnologico. In particolare, ci si propone di studiare proteine di interesse biotecnologico isolate da organismi che vivono in condizioni estreme. (literal)
Competenze
  • I ricercatori coinvolti nelle attivita' previste nel presente modulo vantano notevoli competenze nel campo della caratterizzazione strutturale di biomolecole complesse. Infatti, oltre 100 strutture di macromolecole biologiche depositate nel Protein Data Bank sono state determinate da ricercatori della commessa (36 nel bienno 2008-2009). Pertanto, l'esperienza pluriennale maturata nel settore dai ricercatori che partecipano alla presente commessa rappresenta una solida base di partenza per lo sviluppo delle progettualità previste. Parte significativa delle competenze riguarda la determinazione a livello atomico, mediante cristallografia e risonanza magnetica nucleare, della struttura tridimensionale di proteine e complessi ribo-proteici. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Le attività di ricerca previste nel presente modulo rientrano in quella che viene genericamente definite fase di discovery di nuove molecole di interesse terapeutico. Pertanto, sono prevedibili potenziali ricadute dei risultati conseguiti in processi produttivi di farmaci solo a medio e a lungo termine. (literal)
Tecnologie
  • La disponibilità di strumentazione differenziata ed integrata per caratterizzare strutturalmente biomolecole complesse consente di utilizzare metodologie di intervento che siano in grado di compensare eventuali elementi di criticita' emersi nel corso degli studi. Inoltre, la possibilità di studiare le proprieta' strutturali e dinamiche in ambienti diversificati (stato solido o soluzione) costituisce una ulteriore opportunita' per una caraterizzazione esaustiva di queste macromolecole. (literal)
Obiettivi
  • Obiettivo del presente modulo è quello di ottenere dettagliate caratterizzazioni strutturali di sistemi macromolecolari, che possano costituire un valido strumento per la progettazione di nuove molecole di interesse biomedico e biotecnologico. Gli obiettivi specifici 1) Caratterizzazione di target per antibiotici. Caratterizzazione di proteine isolate da Mycobacterium tubercolosis - Caratterizzazione strutturale di nuove ribosome inctivating proteins (Rip). 2) Studio di sistemi macromolecolari implicati in patologie del sistema nervoso. Caratterizzazione di proteine contenenti domini BTB. 3) Sviluppo di anticorpi di potenziale interesse terapeutico (cancro, epatite) e caratterizzazione di proteine coinvolte nella coagulazione. 4) Sviluppo di nuovi inibitori per le anidrasi carboniche. Caratterizzazione di nuovi complessi tra anidrasi carboniche ed inibitori-Caratterizzazione strutturale di nuovi isoenzimi appartenenti a questa classe di proteine - Progettazione e caratterizzazione di nuovi inibitori. 5) Studio di enzimi e proteine isolate da organismi che vivono in condizioni estreme: ossidoriduttasi, amino-acid binding proteins, fattori di trascrizione ed emoglobine. (literal)
Stato dell'arte
  • La progettazione su base strutturale di biomolecole dotate di efficacia terapeutica rappresenta un campo di notevole interesse farmaceutico. I notevoli costi connessi al processo di individuazione di nuovi farmaci ha indotto le industrie farmaceutiche a ricorrere a strutture esterne per la fase di progettazione molecolare. Esiste quindi una forte domanda di ricerca di base ed applicata, in parte soddisfatta dalle piccole Biotech, che da alcuni anni investe anche il mondo della ricerca pubblica. In questo contesto particolare rilievo assumono gli studi strutturali di molecole complesse per la progettazione di nuove entita' molecolari. Nell'ambito delle attività previste nel presente modulo sono in corso una serie di indagini svolte mediante approcci sperimentali su molecole di interesse biomedico o biotecnologico. (literal)
Tecniche di indagine
  • La complessità dei sistemi studiati richiede che queste metodologie siano frequentemente integrate con tecniche che forniscono informazioni complementari quali dicroismo circolare, fluorescenza. Infine, e' importante sottolineare che il successo di un'indagine strutturale dipende fortemente da competenze, in via di acquisizione dai ricercatori della commessa, nel campo della biologia molecolare e della biochimica. (literal)
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