Descrizione del modulo "Studio del Rapporto Struttura-Funzione e progettazione di Enzimi e Proteine (AG.P01.027.001)"

Type
Label
  • Descrizione del modulo "Studio del Rapporto Struttura-Funzione e progettazione di Enzimi e Proteine (AG.P01.027.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • L'utilizzazione di proteine ed enzimi costituisce la via principale per applicazioni biotecnologiche rispettose per l'ambiente ed economicamente sostenibili. Questo, in aggiunta alla caratterizzazione dei meccanismi di reazione di enzimi la cui deficienza genera malattie nell'uomo e negli animali, costituisce un aumento di conoscenza diretto allo sviluppo di strumenti in campo agro-alimentare utili all'uomo ed alla qualità della vita. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Questa Commessa si occupa dell'identificazione, isolamento, produzione, caratterizzazione di proteine ed enzimi e del loro miglioramento. Lo studio delle proprietà di queste biomolecole riguarda principalmente l'analisi biofisica, strutturale ed enzimologica, ma anche i meccanismi che ne regolano l'espressione a livello trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale (glicosilazione delle proteine). Inoltre, particolare attenzione viene rivolta a proteine ed enzimi da Archaea estremofili, ai loro meccanismi di regolazione genica, adattamento ad alta T, pH e concentrazioni saline, ed a come possa essersi originata la vita a condizioni estreme. In particolare, le tematiche riguardano: caratterizzazione e miglioramento dei meccanismi di catalisi e riconoscimento di idrolasi, ossidasi, liasi, degli enzimi che modificano carboidrati e glicoconiugati utili allo sviluppo di applicazioni per biocarburanti e bioplastiche, la fissazione della CO2, la produzione di farmaci e di integratori alimentari. (literal)
Competenze
  • Il personale afferente alla commessa ha comprovata competenza nel campo dell'enzimologia, biochimica, biologia molecolare, microbiologia e biotecnologia molecolare. Tali competenze sono riconosciute a livello internazionale da numerose pubblicazioni su riviste peer-reviewed, dall'organizzazione di convegni nazionali ed internazionali e da cospicui finanziamenti nazionali ed internazionali. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I processi produttivi riguardano l'industria agro-alimentare, farmaceutica, chimica e per energie alternative. In particolare, ci sioccupa di biotrasformazioni di biomasse vegetali per biocarburanti di II e III generazione, per precursori da utilizzare nella sintesi di bioplastiche e per molecole di alto valore aggiunto. Bioconversioni di prodotti di scarto, inquinanti e gas serra per una crescita sostenibile. Caratterizzazione e modifica di enzimi e sintesi chemo-enzimatiche per la diagnostica, lo sviluppo di farmaci ed integratori alimentari. (literal)
Tecnologie
  • Le tecnologie impiegate in questa commessa includono: cinetica enzimatica dello stato stazionario, inibizione covalente e non, analisi strutturali in liquido (spettrofotometria e spettroscopia), ed analisi di strutture tridimensionali in-silico di enzimi e proteine per la comprensione dei meccanismi di catalisi e di riconoscimento di ligandi; tecnologie di sintesi ed analisi di carboidrati; tecnologie del DNA ricombinante, isolamento di DNA genomici e metagenomici, preparazione di banche dati (meta)genomiche in-silico e loro caratterizzazione; modelling molecolari di strutture 3D di proteine per la preparazione di mutanti utili a migliorare le prestazioni dei catalizzatori. (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo generale di questa commessa e' lo studio del rapporto struttura/funzione di proteine ed enzimi che permettera' di chiarirne i meccanismi di azione, le specificita' ed il ruolo fisiologico. Inoltre, essa intende studiare i meccanismi di regolazione dell'espressione di enzimi e proteine in Archaea estremofili. Le conoscenze acquisite intendono approfondire le informazioni sull'origine della vita a condizioni estreme e costituiranno la premessa indispensabile per il progresso biotecnologico agro-alimentare, per la salute dell'uomo e degli animali, e la crescita eco-sostenibile. (literal)
Stato dell'arte
  • Lo studio del rapporto struttura-funzione di proteine ed enzimi è l'approccio principale per comprendere il trasferimento dell'informazione genica nella funzione biologica. La disponibilità di una enorme quantità di dati genomici e metagenomici, pur arricchendo le nostre conoscenze su come i viventi si evolvono e si adattano all'ambiente, ci forniscono ancora limitate informazioni funzionali. Infatti, la comprensione del rapporto struttura/funzione ed il miglioramento degli enzimi sono essenziali per approfondire le nostre conoscenze sui viventi e per realizzare applicazioni biotecnologiche in campo agro-alimentare. Quindi, la biochimica delle proteine e l'enzimologia hanno un ruolo chiave nella ricerca scientifica e tecnologica dei prossimi anni per assegnare la funzione biologica ai geni, per chiarire i meccanismi molecolari dell'espressione genica e per poter trasferire tali conoscenze alle biotecnologie industriali, molecolari ed agro-alimentari. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le metodologie uilizzate per lo studio del rapporto struttura/funzione di enzimi e proteine comprendono: tecniche di purificazione delle proteine, saggi enzimatici, mutagenesi sito-diretta e random, genomica, proteomica e metagenomica di procarioti (Archaea e Batteri), modelling molecolare, immobilizzazione di enzimi e proteine, isolamento di nuovi microorganismi. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it