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a Ciclo Unico
Scuola di Medicina e Chirurgia
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Insegnamento
PRODUZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI PROTEINE TERAPEUTICHE
MEP3052613, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Laurea magistrale ciclo unico 5 anni in
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
FA1733, ordinamento 2009/10, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF PROTEIN THERAPEUTICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze del Farmaco (DSF)
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO, INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo NON è possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile VINCENZO DE FILIPPIS BIO/10
Altri docenti LAURA ACQUASALIENTE BIO/10

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline Biologiche e Farmacologiche BIO/10 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso V Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 30 20.0
LEZIONE 4.0 32 68.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2009

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di Biochimica Generale sulla: 1) struttura e funzione delle principali macromolecole di interesse biologico: proteine e acidi nucleici; 2) sui modelli di interazione ligando-recettore; 3) sulla struttura e funzione di enzimi; 4) sulla cinetica delle reazioni enzimatiche e sugli inibitori di enzimi; 5) sulla struttura degli acidi nucleici; 6) sui meccanismi di trasmissione dell'informazione genetica. Conoscenze di Biochimica Applicata: tecniche di purificazione e carattterizzazione chimica, conformazionale e funzionale di proteine e acidi nucleici.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il Corso si propone di fornire allo studente le conoscenze delle basi teoriche e pratiche riguardanti la produzione e la caratterizzazione di proteine che vengono utilizzate nella terapia di nuomerose patologie. Le esercitazioni pratiche di laboratorio forniranno allo studente la possibilità di acquisire esperienza nelle tecniche di biologia molecolare e di chimica delle proteine utili nella produzione e caratterizzazione di farmaci proteici.
Modalita' di esame: L'esame consisterà in una prova orale, previa presentazione da parte dello studente di un breve relazione scritta sulle esperienze pratiche fatte durante le esercitazioni di laboratorio e di una breve ricerca bibliografica riguardante un famaco proteico selezionato.
Criteri di valutazione: La valutazione della preparazione dello studente si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti, sull'acquisizione delle metodologie proposte e sulla capacità di eseguire operazioni di laboratorio.
Contenuti: 1. Le biotecnologie in campo farmaceutico. Potenzialità, limiti e prospettive.
2. Classificazione di peptidi e proteine ad attività terapeutica. Struttura chimica e funzione.
3. Produzione industriale di peptidi bioattivi. Metodi di sintesi chimica e purificazione in scala preparativa; esempi rilevanti.
4. Produzione di proteine terapeutiche mediante estrazione da fonte naturale. Strategie generali, potenzialità e limiti; esempi rilevanti.
5. Colture cellulari. Terreni di coltura liquidi e solidi; condizioni di sterilità; inoculo e piastratura; batteri, lieviti, cellule di insetto e di mammifero; crescita batterica.
6. Enzimi utili in biologia molecolare. DNA polimerasi, enzimi di restrizione, DNA ligasi, metilasi, polinucleatide chisasi, trascrittasi inversa.
7. Tecniche di Biologia Molecolare. Creazione e screening di una genoteca; strategie di clonaggio di sequenze codificanti; scelta del vettore, verifica dei siti di restrizione, disegno degli oligonucleotidi, amplificazione del DNA con PCR, digestione con nucleasi, purificazione dei frammenti, reazione di ligazione, trasformazione dei batteri, purificazione di plasmidi con miniprep; purificazione del pool di mRNA, reazione della trascrittasi inversa e produzione di cDNA; sistemi di espressione in batteri, lieviti e cellule di mammifero; promotori forti e regolabili; proteine di fusione; mutagenesi di sequenze codificanti; mutagenesi sito-specifica; mutagenesi random.
8. Rinaturazione di proteine. Rinaturazione in vivo e in vitro; modifiche post-traduzionali di proteine eucariotiche; aspetti industriali del processo di rinaturazione.
9. Purificazione di proteine terapeutiche ricombinanti. Purificazione di proteine di fusione mediante cromatografia IMAC e di affinità; determinazione del grado di purezza; esempi rilevanti.
10. Caratterizzazione chimica di proteine ricombinanti. Verifica della struttura primaria, delle modifiche post-traduzionali e dell’appaiamento dei ponti disolfuro; esempi rilevanti.
11. Caratterizzazione conformazionale di proteine ricombinanti. Metodi spettroscopici: dicrosimo circolare e fluorescenza, determinazione dello aggregazione proteica mediante light scattering.
12. Caratterizzazione funzionale di proteine ricombinanti. Determinazione quantitativa dell’affinità di legame mediante metodi spettroscopici; risonanza plasmonica di superficie (SPR): teoria e applicazioni; microcalorimentria: teoria ed applicazioni.
13. Anticorpi terapeutici. Produzione di anticorpi policlonali e monoclonali in laboratorio; anticorpi umanizzati; caratterizzazione chimica di anticorpi terapeutici.
14. Sintesi chimica di peptidi (chimca Fmoc) e di oligonucleotidi (fosforammiditi) su fase solida
15. Elementi di Bioinformatica. Allineamento di sequenze nucleotidiche e peptidiche; simulazione del pattern di frammentazione enzimatica; identificazione di proteine sulla base della sequenza amminoacidica parziale; identificazione di proteine mediante dati di spettrometria di massa; predizione di modifiche post-traduzionali su sequenze proteiche.
16. Esercitazioni pratiche. Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno: 1) le tecniche principali di trasformazione batterica con un plasmide contenente il cDNA eterologo corrispondente ad una sequenza proteica, 2) la purificazione del DNA plasmidico e la verifica del suo grado di purezza mediante elettroforesi su gel di agarosio, 3) l’induzione dell’espressione della proteina di interesse, 4) la purificazione della proteina mediante tecniche HPLC e verifica del suo grado di purezza mediante elettroforesi, 5) la caratterizzazione chimica della proteina mediante tecniche di spettrometria di massa, 6) la caratterizzazione della proteina mediante saggi di attivita’
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: L'insegnamento verrà erogato mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. La parte riguardante l'utilizzo di supporti bioinformatici verrà svolta mediante esercitazioni in alula informatica.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: LIBRI CONSIGLIATI

BIOCHIMICA APPLICATA
Stoppini M. e Bellotti V.
Casa Editrice: EdiSES srl, Napoli.

METODOLOGIE BIOCHIMICHE
Bonaccorsi di Patti M.C., Contestabile R., Di Salvo M.R.
Casa Editrice: Ambrosiana, Milano.

Le diapositive delle lezioni, in formato pdf, verranno archiviate e rese disponibili agli studenti sulla piattaforma MOODLE del Dipartimento di Scienze del Farmaco, Università di Padova.
Testi di riferimento:
  • Stoppini M. e Bellotti V., BIOCHIMICA APPLICATA. Napoli: EdiSES srl, --. Cerca nel catalogo
  • Bonaccorsi di Patti M.C., Contestabile R., Di Salvo M.R., METODOLOGIE BIOCHIMICHE. Milano.: Ambrosiana, --. Cerca nel catalogo