Descrizione del modulo "GIORDANO - Applicazione di enzimi estremofili in reazioni di sintesi organica (PM.P01.008.004)"

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  • Descrizione del modulo "GIORDANO - Applicazione di enzimi estremofili in reazioni di sintesi organica (PM.P01.008.004)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Mentre le metodologie sintetiche tradizionali utilizzano prevalentemente metalli tossici e procedure costose, i biocatalizzatori offrono vantaggi significativi dal punto di vista operativo. Le reazioni catalizzate da enzimi possono essere condotte a temperatura ambiente e pressione atmosferica, evitando condizioni più estreme che potrebbero causare problemi come isomerizzazione, racemizzazione, epimerizzazione e riarrangiamenti. Il fatto che gli enzimi lavorino in condizioni blande e in soluzioni acquose è una ulteriore proprietà allettante che diventa sempre più importante a causa delle maggiori richieste ai processi chimici industriali di attenzione agli aspetti ambientali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • 1) Isolamento e analisi chemotassonomica di batteri estremofili; 2) Identificazione di attività enzimatiche di possibile interesse sintetico isolate da microorganismi estremofili. In particolare il lavoro di ricerca è rivolto all'isolamento e caratterizzazione di microorganismi provenienti da ambienti marini e all'utilizzo di biocatalizzatori di origine estremofila in reazioni di sintesi organica. (literal)
Competenze
  • Nell' ambito della presente commessa vi è una tradizionale conoscenza nel campo della microbiologia, biochimica e biotecnologia dei microrganismi. L'isolamento e la caratterizzazione di nuove specie di microorganismi estremofili permette di individuare nuovi biocatalizzatori con caratteristiche chimico-fisiche interessanti per le applicazioni industriali. I componenti di questo modulo hanno una provata competenza nelle procedure di purificazione di attività enzimatiche così come nell'applicazione degli enzimi nella sintesi di composti chirali. Possono inoltre vantare un'ampia esperienza in tecniche analitiche, quali NMR mono- e bi-dimensionale, spettrometria di massa, cromatografia in fase liquida e gassosa, e metodologie di separazione di composti chirali. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I composti organici otticamente attivi sono ampiamente usati soprattutto come intermedi per introdurre l'informazione chirale nel prodotto. La produzione enzimatica di queste classi di composti chirali rappresenta un processo promettente per la produzione industriale. Inoltre l' applicazione delle tecniche di chimica delle fermentazioni permette di conoscere e programmare le crescite microbiche ed indirizzarla verso la produzione delle proteine di interesse. (literal)
Tecnologie
  • Modifiche chimiche (ambiente di reazione, immobilizzazioni, etc.) o genetiche (mutazione di residui amminoacidici presenti nel sito catalitico delle proteine) nella produzione degli enzimi, rappresentano azioni percorribili per la modifica e il miglioramento delle caratteristiche della biocatalisi condotta. (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo del modulo consiste: 1) nell' isolamento e analisi chemotassonomica di batteri alofili; 2) nello studio di nuove attività enzimatiche utili per la sintesi di prodotti di interesse per l'industria farmaceutica, agrochimica, e alimentare. Gli enzimi isolati da microorganismi estremofili spesso esibiscono una maggiore stabilità in condizioni denaturanti.Per questo motivo l'attività di ricerca sarà rivolta essenzialmente allo studio di enzimi isolati da organismi estremofili. (literal)
Stato dell'arte
  • Le proprietà di termoresistenza, di termofilia e di resistenza ai denaturanti in maniera generalizzata, rendono gli enzimi isolati da microorganismi estremofili molecole di grande interesse applicativo. La chiralità è un fattore chiave nell'efficacia di molti farmaci e prodotti agrochimici, e la produzione di singoli enantiomeri di intermedi chirali è diventata di conseguenza sempre più importante. Gli enzimi sono catalizzatori utili per la produzione di numerosi composti otticamente attivi, e spesso presentano alta regioselettività ed enantioselettività. Questi biocatalizzatori, usati come enzimi isolati o da cellule intere, catalizzano la produzione di intoni chirali con notevole chemo-, regio-, e stereoselettività. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine sono basate prevalentemente su studi spettroscopici (NMR e GC-MS) e saggi di attività enzimatica allo scopo di individuare nuovi biocatalizzatori da utilizzare per la sintesi di composti organici di interesse industriale. I membri di questa unità di ricerca possono vantare un'ampia esperienza in tecniche analitiche, quali NMR mono- e bi-dimensionale, spettrometria di massa, cromatografia in fase liquida e gassosa, e metodologie di separazione di composti chirali. Queste tecniche consentono di effettuare una analisi strutturale dei prodotti delle reazioni studiate. (literal)
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