66223 - CHIMICA DEI RECETTORI E BIOCATALISI

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha competenze sulle tematiche della chimica dei recettori, farmacodinamica, farmacocinetica, neurotrasmettitori, e con le strategie per la progettazione di farmaci del sistema nervoso centrale. Inoltre, è in grado di classificare gli enzimi e di chiarire i meccanismi di azione e gli aspetti stereochimici della biocatalisi, ed è in grado di usare gli enzimi per sintesi alternative e a trasferire le proprie competenze chimiche ad applicazioni industriali nel settore farmaceutico. Infine, possiede un linguaggio che gli permette di effettuare ricerche interdisciplinari e dialogare con biologi, biotecnologi, biochimici, medici.

Programma/Contenuti

Scoperta e sviluppo di farmaci: QSAR, high throughput, virtual screening, computer-assisted drug design, molecular docking, combinatorial chemistry, etc. Sviluppo di farmaci a partire dai peptidi: peptidomimetici.

Comunicazione tra cellule. Trasporto dei segnali all'interno della cellula e del nucleo. Secrezione dei trasmettitori. Biosintesi, meccanismo d'azione, interferenza chimica di neurotrasmettitori.

Farmacodinamica. Interazione molecola-recettore. Agonismo/antagonismo. Tipi diversi di recettore: canale, GPCR, etc. Trasmissione, tolleranza, desensitizzazione, terminazione dell'effetto.

Farmacocinetica. Profilo ADME(T) di un farmaco.

Neurotrasmettitori oppioidi: genesi, effetto sulla trasmissione del dolore, utilizzo come farmaci. Strategie applicate alla sintesi di analgesici.

Farmacologia connessa a: dopamina, adrenalina, acetilcolina, serotonina, GABA, glutammato, ormoni, etc. Principali classi dei farmaci attivi verso il comportamento e la neurotrasmissionee: ormoni, antidepressivi, neurolettici, sostanze da abuso, etc.

Enzimi quali catalizzatori in sintesi organica. Classificazione, struttura di enzimi e fonti. Specificità e selettività enzimatica. Catalisi enzimatica (meccanismo acido-base, catalisi covalente, catalisi in metallo-enzimi).

Utilizzo di enzimi in sintesi organica. Vantaggi e limitazioni nell'uso di enzimi in catalisi Formazione di legami C-C attraverso biocatalisi. Idrolasi, proteasi e  nitrilasi. Enzimi ossidoriduttivi: deidrogenasi e mono- e di-ossigenasi. Utilizzo di enzimi in solventi organici e alternativi. Enzimi quale paradigma nella chimica sostenibile. Tecniche di immobilizzazione di enzimi.

Discussione di sintesi di farmaci che utilizzano biocatalisi. Importanza ed impiego di enzimi nei vari settori dell'industria

Testi/Bibliografia

Farmacologia generale e molecolare, Clementi, Fumagalli, UTET

Siliprandi & Tettamanti - Biochimica Medica - Parti I e II - PICCIN  

Santagada, Caliendo - Peptidi e peptidomimetici - PICCIN

Intro alla Chimica Fermaceutuca, Patrick, Edises

Faber, Biotransformation in Organic Chemistry

Voet, Voet,  Pratt,  Fondamenti di Biochimica

Garrett, Grisham, Biochemistry

Gerhartz, W.  Enzymes in Industry

Wong, C.H.; Whitesides, G. M:  Enzymes in Synthetic Organic Chemistry

Metodi didattici

lezione frontale con proiezione di diapositive , esercitazione di gruppo: sintesi di farmaci del CNS


Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è orale e costituito da due parti, la prima che mira ad accertare le conoscenze relative al modulo della chimica dei recettori, la seconda che approfondisce le tematiche della chimica degli enzimi. Il voto è costituito dai punteggi delle due parti in proporzioni uguali. Per entrambe le parti, l'interrogazione inizia con un esercizio svolto alla lavagna di discussione di procedure e sintesi. In secondo luogo viene approfondito l'aspetto teorico relativo all'esercizio svolto. Le conoscenze di base di chimica organica sono importanti per collocare gli argomenti nella giusta prospettiva. Mediamente il tempo richiesto è 40 minuti per entrambe le discussioni. A richiesta lo studente può svolgere un esame scritto. 


Strumenti a supporto della didattica

proiezione power-point, e dispense disponibili su Unibo/Gentilucci/materiale didattico

Presentazioni in formato elettronico su AMS Campus 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Gentilucci

Consulta il sito web di Daria Giacomini