Sviluppo di enzimi allosterici progettati da principi primi

Fabio Pirro

Un importante traguardo nella progettazione di metalloproteine artificiali è stato raggiunto grazie alla ricerca portata avanti da Fabio Pirro nell'ambito della sua tesi di dottorato in Scienze Chimiche (XXIII Ciclo), svolta sotto la supervisione della prof. Angela Lombardi, con il proficuo contributo del dott. Marco Chino.

 

Nel recente articolo pubblicato dall'autorevole rivista Proceeding of National Academy of Science (https://doi.org/10.1073/pnas.2017062117) si riporta la prima metalloproteina modulata allostericamente e progettata completamente de novo, ovvero non correlata a nessuna proteina naturale.

In generale, l'allosteria si riferisce al processo per il quale l'evento di binding di un cofattore in un sito della macromolecola biologica regola l'attività funzionale in un altro sito distinto. Questo meccanismo ha avuto un importante impatto evolutivo, giocando un ruolo chiave in molti processi biologici, tra i più importanti la trasduzione di segnali, la regolazione trascrizionale e metabolica.

Nonostante i grandi progressi fatti nel de novo design di sistemi controllabili da stimoli esterni (temperatura, pH), lo sviluppo di enzimi allosterici completamente de novo non era mai stato riportato in precedenza. L'allosteria, infatti, è un meccanismo già difficile da predire nelle proteine naturali, e ancora di più da progettare da principi primi. Almeno lo era! Come sottolinea la rivista di divulgazione scientifica C&EN (volume 98, fascicolo 48, https://cen.acs.org/biological-chemistry/Researchers-design-allosteric-protein-scratch/98/i48)

 

I risultati, che rappresentano una pietra miliare nel campo dell'ingegneria proteica, sono stati raggiunti grazie all'efficace collaborazione tra l'Artificial MetalloEnzyme Group del Dipartimento di Scienze Chimiche e prestigiose Università americane, in particolare il DeGradoLab della University of California, San Francisco.

 


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PhD in Chemical Sciences

The PhD course in Chemical Sciences is conceived at providing advanced and rigorous training to the next scientists generation, featuring innovative and independent skills in the organization and management of research and development activities, in Academia and Industry, in several chemical sectors.

Great attention is devoted to multidisciplinary aspects of research and its integration with related disciplines (such as Physics, Biology, Engineering), in order to broaden the knowledge horizon and, therefore, future job opportunities. The training includes different orientations that while sharing the scientific and methodological approach, are aimed at understanding structure/function/properties relationships in compounds and materials of different nature and simultaneously at identifying possible applications in cutting-edge sectors, ranging from catalysis, sensors, micro- and opto-electronics, biomedicine, biology and diagnostics.

The teaching and research activity is namely focused on the following topics:

  • chemistry and biochemistry of peptides, proteins and nucleic acids;
  • inorganic and bioinorganic chemistry, for the development of metallorganic complexes and synthetic metalloproteins;
  • chemistry and physics of polymeric and nanostructured materials;
  • reactivity and catalysis in industrial and biotechnological processes;
  • synthesis, structure, reaction mechanisms and bioactivity of organic molecules;
  • development of analytical methodologies of interest in the areas of environment, food safety and cultural heritage;
  • development of theoretical and computational models and methods.

For more details, it is suggested to browse the research section of the Department website (link).

 

The PhD School in Chemical Sciences, to commemorate Giulio Regeni, his sacrifice and commitment for freedom in scientic research, dedicates to him one scholarship for each PhD cycle.

 

The PhD course has a strong international imprinting, as a multiplicity of collaborative relationships with prestigious foreign institutions are cultivated (link).

Thanks to a collaboration between the "An-Najah National University", Nablus, Palestine and the University of Napoli "Federico II" in the field of higher education and scientific research, since 2016, the PhD in Chemical Sciences offers for each cycle a position for graduate students from An-Najah University.

 

Contacts

Prof. Angelina Lombardi (coordinator)

Prof. Alessandra Napolitano (coordinator XXXVIII cycle)

Dott. Annarita Quartuccio (secretary)

dotscichi@unina.it


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