Caratterizzazione di molecole bioattive

La caratterizzazione di molecole bioattive consente di raccogliere informazioni globali su un sistema cellulare e combinare questi dati attraverso reti metaboliche, regolative e di segnali in modo da consentire di generare modelli computazionali predittivi dei sistemi biologici coinvolti nei processi produttivi.

In tale contesto la spettrometria di massa occupa un posto speciale dal momento che essa è in grado di misurare il peso molecolare delle molecole, e quindi di caratterizzarle in maniera univoca, con una sensibilità elevatissima. Per queste sue caratteristiche la spettrometria di massa ha, nell’ultimo decennio, svolto un ruolo sempre più preminente nei campi della biologia e della medicina ed è stata utilizzata in una sorprendente varietà di applicazioni, divenendo la metodologia di analisi di elezione nello sviluppo di processi biotecnologici per la produzione di molecole bioattive a causa della sua sensibilità, accuratezza e produttività.

Sempre in tale ambito, rivestono un ruolo importantissimo:

  • i sistemi di separazione cromatografica che, accoppiati a spettrometri di massa, consentono di effettuare esperimenti di spettrometria di massa tandem (si parla in tal caso di sistema LC-MSMS);
  • i cromatografi ad esclusione molecolare.

BioTekNet ha a disposizione tutte le competenze umane e strumentali per effettuare in maniera versatile e efficiente analisi di high troughput per monitorare e validare nuovi processi produttivi e soprattutto per la rapida caratterizzazione ed identificazione di molecole bioattive.

In particolare BioTekNet è in grado di:

  • determinare, grazie a moderne tecniche di spettrometria di massa, masse molecolari di grandi macromolecole con elevata accuratezza. Questo consente di definire modificazioni post-traduzionali delle proteine, confermare ed identificare mutazioni sito-specifiche, sequenziare proteine omologhe (o nuove con l'ausilio di software opportuni), studiare interazioni macromolecola-macromolecola, localizzare ponti disolfuro, o anche provvedere al controllo di qualità di peptidi sintetici;
  • provvedere alla caratterizzazione di biomolecole e all’identificazione di proteine anche poco rappresentate nel campione di partenza, grazie a  tecnologie ad alta sensibilità, quali sistemi sistema LC-MSMS. A tale scopo BioTekNet impiega colonne con diametri interni inferiori ai 100um che soddisfano le esigenze di alta prestazione alta sensibilità. In un sistema LC-MSMS, tali colonne, dette capillari, consentono una separazione cromatografica ad alta risoluzione mentre l’analisi di massa permette la successiva identificazione delle biomolecole anche se presenti in quantità dell’ordine di poche femtomoli. La possibilità di acquisire degli spettri di frammentazione di alta qualità (in termini di rapporto segnale/rumore, accuratezza della misura, alta risoluzione, ecc), infatti, consente l’identificazione univoca della biomolecola di interesse. Tuttavia, tale capacità è legata alle caratteristiche tecniche e quindi alle performances dello spettrometro di massa interfacciato con il sistema cromatografico. Chiaramente dalla qualità degli spettri a disposizione, dipende la riuscita di un qualunque tipo di esperimento di analisi, sia in termini di semplice identificazione delle biomolecole, che di applicazioni più specifiche, quali, ad esempio, la caratterizzazione strutturale delle biomolecole o la localizzazione delle modifiche post-traduzionali (fosforilazioni, metilazioni, acetilazioni, glicosilazioni, ecc) delle proteine;
  • effettuare la caratterizzazione di molecole bioattive in termini di massa molecolare, distribuzione del peso molecolare, polidispersita e viscosita intrinseca, impiegando un cromatografo ad esclusione molecolare (Viscotek, Lab service analytica).

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Ricercatori

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    • De Rosa Mario

    • Presidente del Consiglio di Amministrazione del Centro Regionale di Competenza in Biotecnologie Industriali BioTekNet S.C.p.A.
    • Professore ordinario di Biochimica presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia della Seconda Università degli Studi…

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    • Pavone Vincenzo

    • Vice Presidente e membro del Consiglio di Amministrazione del Centro Regionale di Competenza in Biotecnologie Industriali BioTekNet S.C.p.A.
    • Professore Ordinario di Chimica Generale presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. dell’Università degli Studi…

    • continua

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