Chimica delle sostanze bioattive
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso introduce ai concetti ed agli approcci sperimentali della chimica delle sostanze bioattive, consolidando i principi acquisiti nell’ambito del corso di chimica organica della laurea triennale per procedere alla conoscenza della biogenesi, della sintesi, della struttura chimica e delle proprietà farmacologiche delle sostanze bioattive. Nella prima parte del corso sarà introdotto il concetto di farmacoforo, quale unità strutturale minima caratterizzata da una specifica attività biologica e clinica. Le sostanze bioattive, sia di origine sintetica che naturali, saranno quindi classificate sulla base dei loro farmacofori principali, che lo studente apprenderà a riconoscere anche nell’ambito di strutture molecolari complesse. Nella seconda parte del corso saranno forniti gli strumenti critici per associare la presenza di determinati farmacofori alle applicazioni farmaceutiche e farmacologiche, con una particolare attenzione ai meccanismi di azione molecolari con cui le sostanze bioattive agiscono nell’organismo. Lo studente avrà quindi la possibilità di comprendere l’origine naturale delle sostanze organiche bioattive e le loro possibili applicazioni industriali, ricevendo una specifica formazione in merito alla progettazione, allo sviluppo e alla valutazione di nuovi farmaci. Inoltre, grazie alla conoscenza dei meccanismi di azione a livello molecolare, lo studente potrà associare l’impiego delle sostanze bioattive a specifici prodotti in ambito nutraceutico, cosmoceutico e cosmetico, comprendendo le limitazioni nell’uso di sostanze potenzialmente tossiche e la possibilità di un loro miglioramento funzionale e strutturale. Queste conoscenze permetteranno allo studente di affrontare un percorso professionale nell’ambito dell’industria farmaceutica, nutraceutica e cosmeceutica.
b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI • Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Conoscenza dei principi che definiscono l’unità strutturale minima di una molecola organica, naturale o sintetica, per avere una determinata attività biologica (teoria del farmacoforo). Conoscenza delle relazioni tra tipologia dei farmacofori presenti in una molecola organica ed attività farmaceutica e farmacologica. Conoscenza del meccanismo di azione a livello molecolare delle principali famiglie di sostanze bioattive, con una particolare attenzione alle sostanze con attività antiossidante, antivirale, antiinfiammatoria ed antitumorale. Conoscenza degli stadi per la progettazione di un farmaco di sintesi, e delle procedure per il suo impiego in clinica. Conoscenza dell’origine e della distribuzione in natura delle principali famiglie di sostanze organiche naturali biologicamente attive. • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): In aggiunta alle conoscenze acquisite attraverso lo studio della chimica delle sostanze bioattive, gli studenti potranno applicare i concetti teorici acquisiti nella risoluzione di esercizi pratici basati sulla richiesta del docente di presentare uno schema di progettazione di un farmaco, avendo l’indicazione iniziale del bersaglio di azione a livello molecolare e conoscendo il tipo di patologia contro la quale si intende sviluppare la terapia di cura. In questo caso gli studenti dovranno applicare anche le loro precedenti conoscenze di chimica e di biologia per la completa risoluzione del problema. • Autonomia di giudizio (making judgements): Al termine del corso lo studente avrà acquisito la formazione necessaria per una completa autonomia di giudizio in merito alla possibilità di utilizzare una determinata sostanza organica, di origine naturale o sintetica, per la terapia di una determinata patologia. Lo studente sarà quindi in grado di collegare le conoscenze acquisite di biochimica, biologia molecolare, enzimologia, fisiologia e genetica alla progettazione di una sostanza applicabile in ambito farmaceutico, nutraceutico e cosmeceutico. • Abilità comunicative (communication skills): gli studenti saranno invitati in modo continuativo e costante ad una partecipazione attiva alla lezione allo scopo di approfondire l’argomento per raccogliere proposte di possibili soluzioni in caso di scenari complessi. In questa attività gli studenti saranno chiamati a confrontarsi al fine di supportare le proprie idee. Lo stumento didattico è volto a far crescere le capacità comunicative e l’abilità di sapere lavorare e confrontarsi in un gruppo, il tutto finalizzato al consolidamento dei concetti acquisiti. • Capacità di apprendere (learning skills):Le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate durante lo svolgimento del corso tramite prove di esonero che permetteranno di seguire individualmente lo stato di maturazione della conoscenza, evidenzianto le capacità di restituzione dello studente.
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Codice
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18436 |
Lingua
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ITA |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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CHIM/06
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Ore Aula
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48
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
Docente
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BOTTA Lorenzo
(programma)
Parte Generale
Definizione di farmaco. Farmacocinetica: assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione. Proprietà chimico-fisiche del farmaco che influenzano ciascuna di queste fasi. Concetti di biodisponibilità e bioequivalenza. Proprietà delle membrane cellulari. Acidi grassi: classificazione, proprietà e ruolo biologico. Farmacodinamica. Recettore: definizione e caratteristiche. Classificazione dei recettori. Sito recettoriale e sua specificità. Siti allosterici e siti accessori. Interazione ligando-recettore: ruolo del legame chimico nell’interazione recettoriale. Recettori ionotropici: struttura e caratteristiche. Bersagli dei farmaci: Proteine, Enzimi, Recettori e Acidi Nucleici: struttura e funzione. Recettori e trasduzione del segnale. Meccanismi di attivazione dei recettori: ionotropici; voltaggio-dipendenti e ligando-dipendenti; attivabili per fosforilazione. Recettori accoppiati alle proteine G: struttura ed attivazione del ciclo della proteina G. Ruolo della porzione α della proteina G. Effettori della porzione α ed effetti mediati da Gs, Gi, Gq. Struttura e gruppi funzionali dei principali ligandi endogeni dei recettori ionotropici e metabotropici: Gaba, Glicina, Aspartato, Glutammato, Acetilcolina, Adrenalina, Noradrenalina, Serotonina, Dopamina, Istamina. Recettore ad attività proteinchinasica. Recettore GTPasico a singolo filamento transmembranario. Il farmacoforo ed il contorno molecolare di un farmaco. Concetto di affinità ed attività intrinseca. Definizione di agonista, agonista parziale, agonista inverso, antagonista. L’eccitabilità cellulare. Meccanismo di conduzione dell’impulso. Le sinapsi chimiche: struttura, ruolo delle vescicole, meccanismi di sintesi ed immagazzinamento del mediatore, rilascio del mediatore. I recettori postsinaptici. Meccanismo di ricaptazione del mediatore del piede presinaptico. Caratteristiche del sito recettoriale dei principali neurotrasmettitori: Serotonina, Dopamina, Istamina, Acetilcolina, Noradrenalina. Interazioni farmaco-recettore. Interazioni elettroniche. Legami coinvolti nel complesso farmaco-recettore: legame covalente, legame ionico, legame idrogeno, complessi di trasferimento di carica, forze di Van der Waals ed altre interazioni. Interazioni steriche: effetti sterici nel complesso farmaco-recettore. Chimica Computazionale: Molecular Modelling (analisi conformazionale, identificazione del farmacoforo 3D), Docking, Virtual Screening, Homology Modelling, Pseudoreceptors, De novo drug design. Formulazione e veicolazione dei farmaci: principi e uso di veicolanti specifici (liposomi, micelle, anticorpi, lignina).
Parte Speciale Agenti antivirali: acidi nucleici struttura e proprietà, farmaci contro DNA e RNA virus, oligonucleotidi antisenso, farmaci ad ampio spettro, vaccini Agenti antitumorali: farmaci che agiscono su acidi nucleici (intercalanti, veleni delle Topoisomerasi, agenti alchilanti e metallanti, tagliatori di catena), terapia antisenso, farmaci che agiscono su enzimi (antagonisti adrenergici, antimetaboliti), anticorpi e anticorpi coniugati con i farmaci.
(testi)
Chimica farmaceutica di Patrick L. Graham Chimica farmaceutica di Alberto Gasco, Fulvio Gualtieri, Carlo Melchiorre
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal 02/03/2020 al 12/06/2020 |
Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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