Drug design

Le più recenti tecniche di sviluppo dei farmaci si basano sulla conoscenza della molecola target della malattia, a partire dalla quale è possibile disegnare un farmaco in grado di contrastarne l’attività.

Il punto di partenza di tutti i processi biologici è il riconoscimento molecolare, cioè la formazione di un legame tra due strutture chimiche sulla base della loro complementarietà. Un esempio di questo tipo di reazione è quello tra gli enzimi (proteine che fungono da catalizzatori di una reazione chimica nell’organismo) e un substrato organico. Il substrato è esattamente complementare all’enzima e, nel momento in cui si lega, provoca l’attivazione dello stesso. L’enzima può provocare la scissione della molecola di substrato in due molecole più piccole oppure può trasformarla.

Attraverso la conoscenza tridimensionale dell’obiettivo (target) del farmaco (un recettore su una cellula, un enzima col quale il farmaco deve interferire), si possono selezionare le molecole che, sulla base della loro struttura, hanno elevata probabilità di legarvisi. Si chiamano “composti guida” (lead compound) e rappresentano il punto di partenza  dello sviluppo di un farmaco in grado di legarsi bene al bersaglio terapeutico. Talvolta è possibile disegnare la molecola al computer se si conoscono bene le caratteristiche che dovrebbe avere. Questo processo prende il nome di drug design.

Il drug design è un approccio molto utile per la creazione di un farmaco, che viene disegnato sulla base del target biologico col quale vuole interferire, in genere una molecola chiave del processo che bisogna fermare o regolare all’interno dell’organismo oppure, nel caso di una malattia infettiva, un elemento fondamentale per la replicazione del batterio o del virus.

Il farmaco viene inoltre completato per stabilizzarne la struttura chimica, per facilitarne la produzione industriale e la somministrazione, e per limitarne o annullarne gli effetti tossici.
L'introduzione dei test farmacologici in vitro, l’insieme delle tecniche di determinazione strutturale delle molecole e dei loro target (risonanza magnetica e raggi X) e il drug design hanno rivoluzionato il mondo della ricerca medica e farmacologica.

BioTekNet opera principalmente nel campo della chimica dei peptidi e delle proteine e possiede profonde conoscenze nel settore del design molecolare assistito dal computer, nonché nel settore della sintesi e caratterizzazione strutturale di biomolecole, sia in soluzione sia allo stato solido.
In particolare la società ha maturato una profonda esperienza nel campo della spettroscopia NMR, con particolare riguardo allo studio di biomolecole, sia ad alto che a basso peso molecolare e allo studio di appropriati “attrezzi molecolari”, capaci di limitare le libertà conformazionali di peptidi lineari e ciclici, studi che sono stati successivamente fondamentali nel drug design, e per lo sviluppo di nuove molecole in grado di riprodurre alcune delle proprietà dei sistemi naturali, come antagonisti delle tachichinine, inibitori di proteasi, metallo-proteine.

BioTekNet possiede inoltre profonde conoscenze nel campo innovativo e competitivo della chimica inorganica, che hanno consentito lo sviluppo di metallo-proteine in miniatura, ossia di sistemi modelli di natura peptidica, capaci di mimare il sito attivo di metallo-enzimi e di metallo-proteine.

Attualmente BioTekNet è in grado di progettare, sintetizzare e caratterizzare sistemi di metalloproteine in miniatura, con particolare riferimento a:

  • modelli di emo-proteine;
  • modelli di proteine ferro-ossigeno;
  • modelli proteine ferro-zolfo.

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Ricercatori

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    • De Rosa Mario

    • Professore ordinario di Biochimica presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia della Seconda Università degli Studi…

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    • Pavone Vincenzo

    • Professore Ordinario di Chimica Generale presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. dell’Università degli Studi…

    • continua

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