Sviluppo di enzimi allosterici progettati da principi primi
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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Dottorato in Scienze Chimiche: Presentazione
Il Dottorato in Scienze Chimiche intende fornire una formazione avanzata e rigorosa alla prossima generazione di scienziati, idonea ad organizzare e gestire le attività di ricerca e sviluppo, sia a livello universitario sia industriale, nei molteplici settori della chimica, in maniera innovativa e autonoma. Grande attenzione è dedicata agli aspetti multidisciplinari della ricerca e alla sua integrazione con le discipline correlate (quali Fisica, Biologia, Ingegneria), al fine di ampliare l'orizzonte delle conoscenze e, quindi, i futuri sviluppi occupazionali. Il percorso include diversi orientamenti che, condividendo l'impostazione scientifica e metodologica, mirano sia alla comprensione delle relazioni struttura/funzione in composti di diversa natura, sia alle possibili applicazioni in settori d'avanguardia, che spaziano dalla catalisi, sensoristica, micro- e opto-elettronica, alla biomedicina, biologia e diagnostica.
L'attività didattica e di ricerca è concentrata essenzialmente sulle seguenti tematiche:
- chimica e biochimica di peptidi, proteine e acidi nucleici;
- chimica inorganica e bioinorganica, per lo sviluppo di complessi metallorganici e metalloproteine sintetiche;
- chimica e fisica di materiali polimerici e di materiali nanostrutturati;
- reattività e catalisi in processi di rilievo industriale e biotecnologico;
- sintesi, struttura, meccanismi di reazione e bioattività di molecole organiche;
- sviluppo di metodologie analitiche d'interesse negli ambiti dell'ambiente, della sicurezza alimentare e dei beni culturali;
- sviluppo di modelli e metodi teorici e computazionali.
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Il Dottorato in Scienze Chimiche, volendo porre in essere un atto in memoria di Giulio Regeni e del suo sacrificio ed impegno per la libertà di ricerca, a lui dedica una delle borse disponibili per ciascun ciclo.
Il Dottorato ha una forte impronta di carattere internazionale, mantenendo molteplici rapporti di collaborazione con prestigiose istituzioni straniere (link).
Grazie ad una collaborazione tra la "An-Najah National University", Nablus, Palestina e l'Università di Napoli "Federico II" nel campo dell'istruzione superiore e della ricerca scientifica, il Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche, dal 2016, riserva per ciascun ciclo un posto a laureati presso l'Università An-Najah.
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Prof. Angelina Lombardi (coordinatrice)
Prof. Alessandra Napolitano (coordinatrice XXXVIII ciclo)
Dott.ssa Roberta Ruocco (segreteria)
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