SCIENZE DEL FARMACO E DELLA SALUTEChimica e tecnologia farmaceuticheAnno accademico 2022/2023

1001854 - ANALISI CORRELATIVE STRUTTURA-ATTIVITA'

Docente: Salvatore GUCCIONE

Risultati di apprendimento attesi

Le relazioni struttura-attività (SAR) anche "quantitativamente" (QSAR/QSPR) sono fondamentali per molti aspetti della scoperta dei farmaci, che vanno dallo screening primario all'ottimizzazione del lead. La comprensione delle SAR e delle QSAR per un insieme di molecole, consente di esplorare razionalmente lo spazio chimico, che, in assenza di "pannelli di segnalazione", è essenzialmente infinito. Lo sviluppo di una serie di molecole comporta l'ottimizzazione simultanea di più proprietà fisico-chimiche e biologiche . In questo scenario, i metodi in silico possono consentire una caratterizzazione più rapida ed accurata attraverso modelli che possono  essere utilizzati per prevedere l' attività di nuove molecole fornendo informazioni su modifiche strutturali utili. L 'uso improprio di queste tecniche può portare a risultati fuorvianti. I modelli SAR/QSAR/QSPR in quanto tali sono una rappresentazione ridotta o semplificata della realtà, piena di assunzioni e limitazioni.

Il corso sarà anche comprensivo di metodi Structure-Based (Docking).

Obiettivo di questo corso è quello di evidenziare il diverso tipo di metodi di modellazione SAR/QSAR/QSPR e, in particolare, il modo in cui possono supportare l' esplorazione dello spazio chimico per chiarire e ottimizzare le relazioni struttura-attività supportando la scoperta di farmaci. Questi metodi possono in generale essere divisi  in due gruppi: quelli basati su metodi statistici o di data mining (ad es. Modelli di regressione) e quelli basati su approcci fisici (ad es. Modelli  farmacoforici). È importante rendersi conto come la scelta della tecnica di modellazione molecolare possa influenzare  una SAR/QSAR/QSPR possa essere esplorata.  Gli approcci 3D d'altra parte sono generalmente più esplicitamente informativi, nel senso che si può capire direttamente la natura delle interazioni ligando-recettore che stanno alla base di una SAR/QSAR/QSPR . 

Il corso nel suo insieme presenterà strategie per una più rapida ed efficace identificazione di potenziali candidati-farmaci . Sarà preso in esame lo sviluppo del farmaco dalla identificazione del target alla  “selezione e validazione Hit-Lead” . 

Contenuti del corso e metodo di  insegnamento

Obiettivi principali

Introdurre gli studenti alle tecniche di modellistica molecolare ponendo  fornendo le informazioni per raggiungere una comprensione di base dei metodi computazionali disponibili e delle loro basi teoriche ma soprattutto per una scelta appropriata, critica quindi quanto più possibile  funzionale al "sistema" in esame  .

Conoscenza e comprensione

Avere comprensione del background teorico e dell’ applicazione della modellizzazione molecolare in chimica farmaceutica; capire le origini delle interazioni intermolecolari, come modellarle e come correlarle a dati sperimentali; valutare i vantaggi e gli svantaggi (abilità critica) di differenti metodologie di modellistica molecolare.

Principali risultati dell’ apprendimento

  1. Abilità ad utilizzare approcci computazionali nella progettazione e sviluppo di nuove molecole farmacologicamente attive; b) Abilità ad analizzare un  problema  e selezionare un adatto metodo computazionale per studiarlo; (c) Abilità cognitive: la sfida chiave per questo corso è la capacità per gli studenti di pianificare e sviluppare uno studio di modellistica molecolare . Gli studenti inoltre saranno in grado di interpretare l’ analisi statistica ed i  risultati nonchè le relazioni con  gli esperimenti di laboratorio; d)abilità professionali specifiche: capacità ad  utilizzare la modellistica molecolare per risolvere specifici problemi ed acquisizione di capacità critiche nella  valutazione di dati ed articoli.  

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni Frontali.

In accordo con il Regolamento Didattico di Ateneo (R.D.A.) la frequenza delle lezioni è obbligatoria.

E' altresì fortemente consigliata la partecipazione ai seminari integrativi che vengono organizzati.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus. 

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Teresa Musumeci

Prerequisiti richiesti

Chimica Organica I ; Biochimica

Frequenza lezioni

In accordo con il Regolamento Didattico di Ateneo (R.D.A.) la frequenza delle lezioni è obbligatoria

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus. 

Contenuti del corso

 

 

  1. LIBRI DI TESTO ED ALTRE RISORSE

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”. 

Testi di riferimento

Appunti delle lezioni; Dispensa di Chemiometria; Articoli forniti dal docente.

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Vedi Programma del CorsoAppunti delle Lezione e dispensa/articoli forniti dal docente

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Teresa Musumeci

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  1. Dinamica Molecolare
  2. Algoritmi genetici: operatori genetici e significato
  3. Metodi di selezione dei descrittori e scaling
  4. Docking: Flessibilità delle proteine
  5. Farmacofori statici e dinamici
  6. Principio di Ergodicità
  7. Indice di Tanimoto
  8. Funzioni di Scoring
  9. Approcci MIF
  10. 2D-QSAR/3D QSAR
  11. Metodi MIF.
  12. Descrittori
  13. Multiple Protein Structure (MPS) ed applicazioni.
  14. Metodi Chemiometrici

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