Sintesi e caratterizzazione di biomolecole e biomolecole applicate ai sistemi biologici

Il corso mira a fornire allo studente conoscenze integrate di tipo chimico e biochimico delle principali classi di biomolecole naturali e di loro analoghi modificati per applicazioni in campo chimico e biotecnologico.
Una parte del corso sarà dedicata alla chimica dei peptidi e dei loro analoghi modificati. Verranno inoltre illustrati i principali metodi computazionali per le simulazioni atomistiche delle biomolecole, quali meccanica quantistica, meccanica molecolare, dinamica molecolare e tecniche di docking.
Verranno introdotte le principali strategie di sintesi e di purificazione, nonché le metodologie di studio dei loro aspetti conformazionali mediante tecniche computazionali e spettroscopiche. Saranno presentate le tecniche per lo studio delle interazioni delle macromolecole con i rispettivi target biologici e delle macromolecole tra di loro, a dar luogo ad assemblati supramolecolari e nanomateriali.
Verranno inoltre spiegati i principi che stanno alla base dell'utilizzo di biomolecole (principalmente biopolimeri, quali acidi nucleici e proteine, e lipidi) nello studio dei sistemi biologici. Si illustreranno i metodi applicati alla predizione delle caratteristiche e delle proprietà delle biomolecole, al fine di comprendere le funzioni di queste nei complessi sistemi biologici e il loro impiego come strumenti in grado di modulare e caratterizzare i network in cui sono coinvolte. Inoltre, si acquisiranno nozioni relative allo sviluppo di alcune tecnologie che, utilizzando organismi viventi o loro componenti, permettono di ottenere prodotti naturali e modificati terapeuticamente utili.

Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: comprendere in modo più approfondito ed adeguato la struttura e la funzione delle principali molecole biologiche e della loro capacità di coordinarsi tra loro nei sistemi biologici; applicare i principi della chimica sintetica alla preparazione di biomolecole; comprendere i concetti di base dell' assembly supramolecolare. Avranno inoltre acquisito una conoscenza base delle caratteristiche dei nanomateriali a base peptidica, delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche degli oligonucleotidi e lipidi sintetici modificati. Avranno inoltre la capacità di comprendere ed interpretare criticamente studi computazionali relativi a piccole molecole organiche e macromolecole biologiche, riconoscendo il grado di affidabilità degli stessi. Possiederanno la capacità di presentare le proprie conoscenze in modo chiaro e ordinato, con un linguaggio scientifico appropriato e con argomentazioni rigorose.