LABORATORIO DI MODELLISTICA MOLECOLARE

Introdurre gli studenti alle tecniche di modellistica molecolare applicate a sistemi biologici ponendo l’ accento sui metodi utilizzati ed i loro aspetti teorici. Lo studente dovrebbe raggiungere una comprensione di base dei metodi computazionali disponibili e delle loro basi teoriche; quali proprietà possano essere calcolate ed a quale livello di accuratezza; e quali metodi siano più appropriati per differenti sistemi molecolari e proprietà. Specifici softwares insieme a storie di successo, possibilità e difficoltà verranno anche brevemente presentati.

Lezioni Frontali

Chimica Organica; Biochimica

E' consigliata la frequenza delle lezioni.

Il corso presenterà lo sviluppo del farmaco come processo che coinvolge la selezione del target, la scoperta del lead e la sua ottimizzazione utilizzando metodi computazionali:

Processo dell’ azione dei farmaci. Farmacodinamica: target molecolari; interazione tra molecole bioattive e targets farmacologici; Farmacocinetica: assorbimento, distribuzione, metabolismo, eliminazione. • Introduzione ai principi di base delle interazioni proteina-ligando e ad un certo numero di concetti nella moderna scoperta del farmaco. • Progettazione razionale del farmaco ed introduzione ai metodi computazionali. • Analisi conformazionale: metodi per l’ ottimizzazione della geometria e la minimizzazione dell’ energia. Metodi quanto-meccanici e meccanica molecolare (Force-Field).. • Banche dati cristallografiche commerciali (Cambridge Structural Database: CSD) e non-profit (Protein Brookaven Databank: PDB). • Metodi Structure Based : analisi del sito di binding, docking, funzioni di scoring e screening virtuale. • Applicazione delle tecniche di docking alla predizione di interazioni farmaco-target. • Metodi MIF (Molecular Interaction Fields) : GRID, CoMFA. • Approcci Ligand-Based : QSAR (QSPR) “traditionali” (2D), 3D-QSAR , Modelling farmacoforico. • Chemoinformatica e sviluppo del farmaco. • Database(Banche dati) chimici e di farmaci. • Calcoli e “filtering” (selezione) delle proprieta delle molecole. • Similarità molecolari. • Predizioni ADME (Administration-Distribution-Metabolism-Excretion) e di tossicità di molecole bioattive . • Bioinformatica strutturale nello sviluppo del Farmaco (Modelli di omologia). • Dinamica Molecolare.

Considerati i rapidi avanzamenti nel campo della modellistica molecolare, non è stato possibile identificare un singolo testo primario che copra adeguatamente il contenuto di questo corso. Di conseguenza, il docente fornirà agli studenti risorse addizionali per integrare il materiale (appunti) della lezione. Queste risorse potranno avere”forma” di libro, articoli di riviste (se disponibile il link elettronico a dette risorse sarà reso disponibile) o essere “web based”.

Prova scritta con 5 domande aperte da essere svolte in 80 minuti.

1. Algoritmi genetici: operatori genetici e significato
2. Metodi di selezione dei descrittori e scaling
3. Docking: Flessibilità delle proteine
4. Farmacofori statici e dinamici
5. Principio di Ergodicità
6. Indice di Tanimoto
7. Funzioni di Scoring
8. Approcci MIF
9. 2D-QSAR/3D QSAR
10. Descrittori
11. Metodi Chemiometrici