46675 - INGEGNERIA PROTEICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze riguardanti l’enzimologia e l’ingegneria proteica. In particolare, lo studente è in grado di analizzare la cinetica ed il meccanismo di reazioni catalizzate da enzimi e di verificare le potenzialità dell’ingegnerizzazione di proteine, perseguita mediante approcci di ingegneria proteica razionale o di evoluzione orientata. Infine, lo studente è in grado di valutare l’opportunità di utilizzare enzimi naturali o modificati in campo industriale, alla luce delle prestazioni catalitiche e dei costi di produzione.

Contenuti

Richiami di cinetica: reazioni di ordine zero, ordine uno e ordine due. Il modello cinetico di Michaelis-Menten e quello di Briggs-Haldane. Inibitori enzimatici: inibitori competitivi, non competitivi, incompetitivi. Determinazione dell’attività catalitica e sua espressione mediante la definizione dell’Unità enzimatica. Enzimi e stabilizzazione dello stato di transizione di una reazione. Meccanismi di reazioni catalizzate da enzimi: il caso della α-chimotripsina, delle DNA polimerasi e della lattato deidrogenasi. Ingegneria proteica razionale: principi e requisiti. Modificazione della termostabilità e delle caratteristiche catalitiche di enzimi mediante ingegneria proteica razionale. Entropia di denaturazione e incremento della termostabilità di enzimi mediante l’introduzine di sostituzioni sito-specifiche che alterano il ΔS di denaturaziuone. Ponti disolfuro artificiali e termostabilità. Innesto della triade catalitica delle seril proteasi in proteine bersaglio e costruzione di proteasi artificiali. Costruzione di enzimi multifunzionali artificiali. Evoluzione orientata di enzimi: principi e requisiti. Costruzione di librerie di mutanti mediante PCR mutagenica. DNA shuffling, STEP (staggered extension process) e ricombinazione di mutazioni. Strategie di screening e selezione utili alla individuazione dei cloni desiderati. Modificazione della termostabilità e delle caratteristiche catalitiche di enzimi mediante evoluzione orientata. Ceppi mutatori e loro utilizzazione nella evoluzione orientata di enzimi.

Testi/Bibliografia

Daniel Purich, Enzyme kinetics: catalysis and control, 2010, Elsevier

Sheldon J. Park & Jennifer R. Cochran, Protein Engineering and design, 2009, CRC Press

Metodi didattici

Presentazioni PowerPoint

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'Esame si svolge in modalità orale. In particolare, allo Studente sono rivolte tre domande, ad ognuna delle quali è associato un valore di 10 punti. I quesiti sono proposti secondo le seguenti modalità: i) una domanda inerente l'Enzimologia o la Biochimica Industriale; ii) una domanda riguardante l'Ingegneria Proteica; iii) un argomento a scelta dello Studente. L'esito della prova è valutato: a) mediante le domande di cui ai punti i) e ii) viene accertato il livello di comprensione e di analisi critica da parte dello Studente dei relativi argomenti; b) mediante la domanda di cui al punto iii) è valutato il grado di approfondimento della materia che lo Studente è in grado di compiere autonomamente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alejandro Hochkoeppler