Descrizione del modulo "Modelli molecolari per lo studio di malattie conformazionali (PM.P01.004.003)"

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  • Descrizione del modulo "Modelli molecolari per lo studio di malattie conformazionali (PM.P01.004.003)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le tematiche affrontate in questo progetto si configurano essenzialmente come ricerca di base e quindi non si prevede un impiego diretto dei risultati. Tuttavia la comprensione dei meccanismi molecolari alla base di malattie di alto impatto sociale sono la base per la realizzazione di studi più applicati e mirati per lo sviluppo di nuovi agenti terapeutici. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le tematiche di ricerca riguardano la progettazione e sintesi di modelli peptidici che consentano di comprendere le basi molecolari di malattie del Sistema Nervoso Centrale (SNC) quali il morbo di alzheimer, le malattie associate alla proteina Prionica ed altre malattie di forte impatto sociale. Le molecole studiate sono Ab(1-42), Amilina, a-sinucleina, il collageno. Queste molecole vengono sintetizzate e derivatizzata con tag fluorescenti o tag per ridurre le proprietà di aggregazione e studiate con tecniche spettroscopiche in soluzione o allo stato solido per determinarne la struttura secondaria e terziaria. Inoltre si conducono studi per identificare possibili siti di interazione della molecole con piccoli peptidi o piccole molecole organiche, quali ad esempio le tetracicline, per definire i requisiti strutturali minimi per prevenire i riarrangiamenti molecolari responsabili delle malattie. Inoltre vengono analizzate le transizioni conformazionali ricorrendo a tecniche di calcolo, di dinamica molecolare e di previsione di struttura secondaria e superiori. (literal)
Competenze
  • Surface Plasmon Resonance per l'analisi di interazioni proteina-proteina e proteina-ligando, Risonanza Magnetica Nucleare per l'analisi strutturale in soluzione e funzionale di proteine, peptidi ed altre biomolecole, diffrattometri raggi-X per l'analisi strutturale di biomolecole allo stato solido, spettroscopia CD e fluorescenza per analisi conformazionali e di legame, sistemi automatizzati per screening e saggi di screening di composti e per saggi biochimici, spettrometri di massa per la caratterizzazione strutturale e funzionale di peptidi e proteine, Macchine per il Calcolo per la ricostruzione di modelli di proteine e loro complessi e per l'analisi della loro stabilità e proprietà tridimensionali. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Non si prevedono impieghi dei risultati di questo progetto in processi produttivi. (literal)
Tecnologie
  • Non sono sviluppate tecnologie. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi di questo modulo riguardano la preparazione di sistemi modello di natura peptidica e non e lo studio delle loro proprietà strutturali in relazione a transizioni conformazionali indotte o intrinseche. Lo studio delle transizioni conformazionali è di particolare rilevanza per una migliore comprensione dei meccanismi di trasformazione strutturale di proteine quali la proteina prionica, il peptide beta-amiloide, l'alpha1-antitripsina l'Amilina, l'a-sinucleina, modelli di di collageno e a1-antitripsina. L'impiego dei peptidi facilita lo studio di un meccanismo che per la maggior parte dei sistemi studiati è ancora elusivo e consente in alcuni casi la progettazione di nuovi peptidi e piccole molecole organiche in grado di agire sulle proteine coinvolte o sugli aggregati che si formano in seguito alle transizioni conformazionali Lo studio strutturale di modelli peptidici è fornisce anche informazioni utili per l'identificazione di regioni strutturalmente instabili delle proteine intere che rappresentano quindi i siti target per la progettazione di eventuali molecole antagoniste. I peptidi sono utilizzati anche per condurre prove di tossicità su sistemi cellulari prescelti. (literal)
Stato dell'arte
  • Malattie neurodegenerative quali morbo di Alzheimer, malattie associate alla proteina prionica, il morbo di Parkinson, sono patologie del sistema nervoso centrale e periferico caratterizzate da numerosi stati infiammatori. I meccanismi molecolari sono solo in parte noti, ma è stato evidenziato che l'eziologia è imputabile alla trasformazione strutturale ed aggregazione di proteine la cui funzione fisiologica è spesso non nota. Difficoltà per la conduzione di tali studi risiedono nella mancanza di adeguati modelli sperimentali soprattutto a livello molecolare, poiché le molecole trasformate sono poco manipolabili per l'elevata tendenza ad aggregare ed elevata insolubilità. Molti studi sono condotti con modelli sperimentali basati su sistemi peptidici semplificati che riproducono domini di proteine che sono più solubili e più stabili. Le tematiche di questo progetto si inseriscono in questo contesto in cui oltre agli aspetti strutturali, vengono investigate le proprietà di riconoscimento con altre proteine, con farmaci o in generale piccole molecole organiche oltre alle proprietà citotossiche in sistemi cellulari neuronali. (literal)
Tecniche di indagine
  • Surface Plasmon Resonance per l'analisi di interazioni proteina-proteina e proteina-ligando, Risonanza Magnetica Nucleare per l'analisi strutturale in soluzione e funzionale di proteine, peptidi ed altre biomolecole, diffrattometri raggi-X per l'analisi strutturale di biomolecole allo stato solido, spettroscopia CD e fluorescenza per analisi conformazionali e di legame, sistemi automatizzati per screening e saggi di screening di composti e per saggi biochimici, spettrometri di massa per la caratterizzazione strutturale e funzionale di peptidi e proteine, Macchine per il Calcolo per la ricostruzione di modelli di proteine e loro complessi e per l'analisi della loro stabilità e proprietà tridimensionali. (literal)
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