Obiettivi formativi
<br />Approfondire aspetti della reattività dei carboidrati, in particolare la possibilità di formare il legame glicosidico per generare zuccheri complessi utilizzando metodi chimici, chemoenzimatici e biochimici.<br />Approfondire le conoscenze sui processi bioorganici relativi a metabolismo e biochimica di carboidrati semplici e complessi, la loro degradazione, interconversione e il loro utilizzo per la produzione di oligosaccaridi, polisaccaridi e glicoconiugati.<br />Approfondire le conoscenze relative al ruolo dei carboidrati nelle interazioni intercellulari e intermolecolari, e alla possibillità di interferire con esse mediante sistemi di origine sintetica.
Prerequisiti
Avere superato l'esamo di Chimca Organica
Contenuti dell'insegnamento
Struttura, nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e reattività dei carboidrati. Formazione del legame glicosidico. Oligo- e polisaccaridi. Concetto di glicosildonatore, glicosilaccettore e gruppi protettori. Attivazione della posizione anomerica. Modifica chimica di monosaccaridi e sintesi chimica di oligosaccaridi. <br />
Metabolismo primario dei monosaccaridi. Glicolisi, via ossidativa del pentoso fosfato, interconversione tra monosaccaridi. Degradazione del saccarosio: la saccarosio sintasi. Metabolismo secondario. Biosintesi e interconversione di glicosil-nucleosidi-(di)fosfato. <br />
Degradazione di polisaccaridi. Gli enzimi depolimerizzanti: glicosidasi, transglicosidasi, fosforilasi, liasi. Meccanismi di depolimerizzazione. Natura delle interazioni tra substrato glicosidico e sito enzimatico. Effetti di mutazioni puntiformi nelle glicosidasi. <br />
Utilizzo di glicosidasi e di glicosidasi ingegnerizzate (glicosintasi) per la sintesi del legame glicosidico. Approccio termodinamico e cinetico. Regio- e stereoselettività. Substrati non-naturali. <br />
Utilizzo di fosforilasi per la sintesi di oligosaccaridi. <br />
Biosintesi del legame glicosidico: le glicosiltransferasi. Glicosiltransferasi ripetitive e non-ripetitive, poliprenodifosfato-dipendenti e nucleoside-difosfato-monosaccaride dipendenti. Regio- e stereoselettività.<br />
I carboidrati come fonte di informazione nelle interazioni intercellulare e intermolecolare: esempi di oligo-, polisaccaridi e glicoconiugati e della loro funzione biologica. Proteine-recettore di carboidrati prive di attività enzimatica: le lectine. Natura delle interazioni tra substrato glicosidico e recettore. Il concetto della multivalenza e dell¿effetto cluster glicosidico. Leganti sintetici multivalenti per l¿inibizione di lectine. Vaccini a base glicosidica. <br />
Utilizzo delle glicosiltransferasi e loro combinazione con altri enzimi per la sintesi chemoenzimatica di oligosaccaridi, glicoconiugati e loro mimetici. Dalla sintesi in vitro alla sintesi in vivo. Modifiche post-sintetiche di oligo- e polisaccaridi. Le sulfotransferasi in azione. <br />
Tecniche per l'identificazione strutturale di carboidrati e tecniche per lo studio delle interazioni in cui sono coinvolti i carboidrati.
Programma esteso
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Bibliografia
The Sugar Code. Fundamentals of Glycosciences, Hans-Joachim Gabius Ed., 2009 Wiley -VCH Verlag, Weinheim<br />
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Carbohydrates in Chemistry and Biology, B. Ernst, G. W. Hart, P. Sinay Eds., Vol. 1-4, 2000 Wiley -VCH Verlag, Weinheim<br />
<br />
Molecular and Cellular Glycobiology, M. Fukuda, O. Hindsgaul Eds., 2000 Oxford Universityy Press<br />
<br />
Introduction to Glycobiology, M. E. Taylor, K. Drickamer Eds., 2006 Oxford University Press<br />
<br />
Bioorganic Chemistry - Carbohydrates, S. M. Hecht Ed., 1999 Oxford University Press<br />
<br />
The Molecular and Supramolecular Chemistry of Carbohydrates, S. David Ed., 1997 Oxford University Press
Metodi didattici
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Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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