Stereochimica e chiralità. Amminoacidi e Peptidi. Esempi di peptidi con attività biologica. Sintesi chimica dei peptidi: gruppi protettori e gruppi attivanti, metodi in soluzione e metodi in fase solida. Chimica combinatoriale applicata a librerie di peptidi. Analisi dei peptidi e metodi di screening biologico. Tecniche di bioconiugazione che consentono il monitoraggio e lo studio di biomolecole attraverso la formazione di legami covalenti con molecole di facile rilevamento e radionuclidi.
V.Santagada and G.Caliendo, Peptidi e peptidomimetici. 2003 Piccin Nuova Libraria – Padova
Greg T. Hermanson, Bioconjugate Techniques. Academic Press USA
Introduction to Stereochemistry and Conformational Analysis. Eusebio Juaristi. ISBN: 978-0-471-54411-1. 352 pages. October 1991 Wiley
Materiale fornito dal docente.
Obiettivi Formativi
Conoscenze:
Scopo del corso è quello di fornire una conoscenza dettagliata delle proprietà delle principali classi di biomolecole e del loro comportamento chimico.
Competenze:
Lo studente sarà capace di progettare una sintesi peptidica e la creazione di librerie di composti con potenziale attività biologica. Inoltre lo studente saprà riconoscere nelle principali biomolecole (peptidi e proteine, zuccheri e polisaccaridi, acidi nucleici ed oligonucleotidi) i gruppi funzionali più adatti alla marcatura con fluorofori o radionuclidi e le strategie di sintesi impiegabili per esprimere su di esse gruppi funzionali non normalmente presenti. Conoscerà le principali classi di fluorofori e le relative funzionalità per la bioconiugazione.
Capacità acquisite al termine del corso:
Capacità di valutare in modo autonomo e consapevole i migliori approcci metodologici per la sintesi peptica e la marcatura di biomolecole complesse
Prerequisiti
Corsi raccomandati: Chimica Generale e Inorganica, Chimica Organica.
Metodi Didattici
Numero di ore totali del corso: 150 (= 6 x 25 ore)
Numero di ore per studio personale e altre attività formative di tipo individuale: 102
Numero di ore relative alle attività in aula: 48 di cui 8 ore relative ad attività di esercitazioni in laboratorio.
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni ed esercitazioni: Altamente raccomandata
Strumenti a supporto della didattica: Presentazioni power point delle lezioni, piattaforma Moodle.
Modalità di verifica apprendimento
L'esame prevede una prova orale volta ad accertare la comprensione e la capacità di esporre in modo chiaro e appropriato gli argomenti oggetto del corso. Verrà anche valutata la capacità di applicare le conoscenze acquisite ad alcuni problemi pratici (progettazione di sintesi di molecole biologicamente attive o la trasformazione dei gruppi funzionali presenti sulle biomolecole per la marcatura con gli agenti idonei).
Programma del corso
Fondamenti di stereochimica, centri, assi e piani stereogenici, enantiomeri e di stereoisomeri. Metodi di ottenimento di enantiomeri. Metodi di caratterizzazione di enantiomeri. Peptidi. Nomenclatura. Isomeria cis-trans del legame peptidico. Acidità e basicità nei peptidi, calcolo del punto isoelettrico. Idrolisi in ambiente acido e in ambiente basico. Esempi di peptidi aventi attività biologica.
Sintesi chimica dei peptidi: gruppi protettori e gruppi attivanti, metodi in soluzione, metodi in fase solida, strategie Boc e Fmoc. Peptidi coniugati, peptidi ciclici, peptido-mimetici. Chimica combinatoriale
applicata a librerie di peptidi. Analisi dei peptidi.
Preparazione di librerie di composti organici e metodi di screening biologico.
Tecniche di bioconiugazione che consentono il monitoraggio e lo studio di biomolecole attraverso la formazione di legami covalenti con molecole di facile rilevamento e radionuclidi; utilizzando particolari strategie di sintesi sono mantenute combinate ed invariate le proprietà singole dei due componenti. Le tecniche di bioconiugazione trovano applicazione in tutte le discipline proprie delle scienze della vita, consentendo il dosaggio di micro quantità di sostanze, la marcatura in vivo di molecole, la modulazione di specifici processi biologici, la cura di malattie, lo studio della struttura e della funzione delle proteine, nonché della conformazione dei loro siti attivi, ed infine la purificazione, la determinazione e la localizzazione di specifici componenti cellulari.
Analisi dei gruppi funzionali disponibili per la bioconiugazione e strategie di sintesi impiegabili per esprimere su di esse gruppi funzionali non normalmente presenti nelle biomolecole di principale interesse, peptidi e proteine, zuccheri e polisaccaridi, acidi nucleici ed oligonucleotidi. Esame dei gruppi funzionali che la molecola di facile rilevabilità deve possedere e dei gruppi funzionali che si vengono a formare a seguito della bioconiugazione. Saranno quindi discusse le proprietà utilizzate per il rilevamento: assorbimento, radioattività, fluorescenza, marcatori della biotina, seguite dall’esame delle principali molecole capaci di esprimere tali proprietà anche alla luce della loro reperibilità in commercio. Particolare rilievo sarà dato infine ai moderni fluorofori che fanno della fluorescenza una delle principali proprietà utilizzate in bioconiugazione: fluoresceine, rodamine, cianine, cumarine.