PROGETTAZIONE MOLECOLARE E RELAZIONI STRUTTURA PROPRIETA'

Anno accademico 2018/2019 - 1° anno
Docente: Cosimo Gianluca FORTUNA
Crediti: 6
SSD: CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

Il corso mostrerà la rilevanza della chemioinformatica nella ricerca chimica. Nonostante i metodi chemioinformatici siano applicati prevalentemente in campo chimico-farmaceutico, lo studente sarà sensibilizzato sulla possibilità di applicare tali metodologie a svariati campi della chimica.
Il corso dovrebbe permettere allo studente di acquisire le seguenti conoscenze di base:
Conoscere la definizione di chemioinformatica e la sua evoluzione storica;
Conoscere l’importanza della chemioinformatica in vari campi di ricerca chimica, con particolare attenzione alle procedure di drug discovery.
Conoscere gli aspetti economici legati alla chemioinformatica, che permette di ridurre i costi di indagine.
Conoscere gli strumenti base della chemioinformatica.
Conoscere i principi base del metabolismo dei farmaci e delle metodiche associate tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare allo studio del metabolismo dei farmaci.
Conoscere i principi base della progettazione dei farmaci e delle metodiche classiche associate a tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare alla progettazione dei farmaci.

Questo corso ha anche quale obiettivo quello di fornire agli studenti le basi relative all'applicazione della chimica organica fisica alla progettazione di farmaci. In particolare, si discuteranno le principali proprietà chimico-fisiche e ADME che definiscono le proprietà di un farmaco o di un candidato farmaco, con l'obiettivo di saperle modulare attraverso la modifica della struttura chimica dei composti organici in esame.

Le principali conoscenze acquisite saranno:

1) elementi di base sul processo di progettazione di farmaci e loro sviluppo

2) elementi di base relativi all'assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione, tossicità (ADMET) dei farmaci

3) conoscenza di metodi sperimentali e in silico per la determinazione di proprietà acido-base, lipofilicità, permeabilità, solubilità.

4) conoscenza delle principali strategie chimiche per l'ottimizzazione delle proprietà ADME

5) conoscenza dei metodi per lo studio delle relazioni struttura-proprietà applicate principalmente alla progettazione dei farmaci.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L'insegnamento si svolgerà tramite la trattazione dei vari argomenti riportati in programma e prevederà delle giornate dedicate ai chiarimenti dei dubbi e alla simulazione dell'esame orale da sostenere.


Prerequisiti richiesti

Al fine di comprendere ed applicare i concetti e le tecniche oggetto del corso, è necessario avere conoscenze di chimica organica e di chimica analitica di base.


Frequenza lezioni

Fortemente consigliata seppur non obbligatoria per sostenere l’esame


Contenuti del corso

Concetti di chemiometria

Rappresentazione molecolare (grafi, fingerprint, MIF) e minimizzazione
molecolare.

Descrittori molecolari avanzate. QSAR e 3D-QSAR.

Descrittori molecolari circolari: il metodo Moka.

Descrittori molecolari 3D: il metodo VolSurf.

Applicazioni del metodo VolSurf nel campo dell'ADME

Metodi di calcolo di bitstrings e fingerprints. Metodi di calcolo similarità molecolare.

Il metodo Flap per il calcolo della similarità molecolare.

Il metodo Flap per il calcolo dell'affinità con macromolecole.

Metodi computazionali per la predizione del metabolismo. Il metodo MetaSite. Esercitazioni al computer


Testi di riferimento

  • Dispense fornite dal docente


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Concetti chemiometriaappunti 
2Mokaappunti 
3GRIDappunti 
4Volsurfappunti 
5Fingerprintappunti 
6FLAPappunti 
7Metasiteappunti 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale ed esercitazione al PC


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Gli argomenti trattati sono tutti egualmente importanti. Non ci sono domande preferenziali.