CHIM/08 - METODOLOGIE ANALITICHE NELLO STUDIO
DELL’INTERAZIONE FARMACO- PROTEINA BERSAGLIO
16 ore di lezioni e 12 ore di esercitazioni al 1° ciclo, 3CFU
Docente: Carlo Bertucci
Obiettivo: Il corso è centrato sul ruolo dell’analisi farmaceutica moderna nella
progettazione e sviluppo di nuovi farmaci. In particolare il corso prevede di
fornire agli studenti informazioni sull’uso di metodologie analitiche utili nello
studio di fenomeni di riconoscimento molecolare.
Programma
Fenomeni di riconoscimento molecolare: cromatografia di affinità.
Immobilizzazione della proteina o recettore: caratterizzazione di nuovi
composti per il legame alla proteina bersaglio e determinazione dei parametri di
distribuzione.
Fenomeni di riconoscimento molecolare: spettroscopia in luce polarizzata
(ECD). Studio del legame farmaco proteina e dell’interazione proteina/proteina.
Determinazione della struttura secondaria della proteina e della conformazione
del farmaco legato.
Fenomeni di riconoscimento molecolare: biosensori ottici.
Screening di nuovi composti per la loro attività e determinazione dei parametri
ADME. Studio della cinetica del processo di riconoscimento molecolare:
interazioni farmaco/proteina bersaglio e proteina/proteina.
Very little happens in any
biological systems unless two or
more molecules come together to
form a stable complex
W.David Wilson, Science 2002, 295:2103
BIORECOGNITION PROCESS
BIOCHEMICAL MECHANISM ELUCIDATION
NEW POTENTIAL TARGETS
LEAD IDENTIFICATION
DRUG DEVELOPMENT STRATEGIES
ADME(T) STUDIES
Key activities in modern drug
discovery
• Identification of small molecule
modulators of protein function
• Early determination of ADMET
parameters
BIORECOGNITION PROCESS IN NEW DRUG
DISCOVERY AND DEVELOPMENT
determination of ligand affinity at target proteins
(receptors, transport proteins)
activity vs mechanism of action
(KD, ka, kd, selectivity)
ADME parameters
(absorption, distribution, metabolism, excretion)
Flow through systems Methodologies
Immobilised target protein
HPALC
Drug affinity
RU
Abs (uAU)
drug/protein binding,
binding parameters, sites,
enantioselectivity
Organic
molecule




Drug
time (min)
k = (K A1 n1 + · · · K An nn)mL/VM
k = (tR-t0)/t0
Optical Biosensor
drug bound fraction
binding parameters
kinetics of ligand binding
70 Drug binding kinetics
60
50
ka2= 33.1 M-1s-1
150.0 mM
40
kd1= 1.875 s-1
30
75.0 mM
20
3
-1
-1
37.5 mM kd2= 45.3x10-3 s-1
10 ka1= 5.9x10 M s
18.7 mM
0
9.4 mM
-10
-20
-20
0
20
40
60
80
time (sec)
Static systems Methodologies
Circular dichroism:
enantioselectivity phenomena;
sterochemistry of bound drugs;
secondary structure of peptides and proteins;
peptide and protein conformational transitions;
modulation of protein conformation.
CD (mdeg)
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
350
400
450
wavelength (nm)
500
Organic
molecule




Drug
CHIM/08 - METODOLOGIE ANALITICHE NELLO STUDIO
DELL’INTERAZIONE FARMACO- PROTEINA BERSAGLIO
16 ore di lezioni e 12 ore di esercitazioni al 1° ciclo, 3CFU
Docente: Carlo Bertucci
Obiettivo: Il corso è centrato sul ruolo dell’analisi farmaceutica moderna nella
progettazione e sviluppo di nuovi farmaci. In particolare il corso prevede di
fornire agli studenti informazioni sull’uso di metodologie analitiche utili nello
studio di fenomeni di riconoscimento molecolare.
Programma
Fenomeni di riconoscimento molecolare: cromatografia di affinità.
Immobilizzazione della proteina o recettore: caratterizzazione di nuovi
composti per il legame alla proteina bersaglio e determinazione dei parametri di
distribuzione.
Fenomeni di riconoscimento molecolare: spettroscopia in luce polarizzata
(ECD). Studio del legame farmaco proteina e dell’interazione proteina/proteina.
Determinazione della struttura secondaria della proteina e della conformazione
del farmaco legato.
Fenomeni di riconoscimento molecolare: biosensori ottici.
Screening di nuovi composti per la loro attività e determinazione dei parametri
ADME. Studio della cinetica del processo di riconoscimento molecolare:
interazioni farmaco/proteina bersaglio e proteina/proteina.