UOS Proteomica e Spettrometria di Massa

Attività di Ricerca dell'Unità Operatva Semplice

Descrizione delle competenze

L'Unità Operatva Semplice PSM raccoglie l’eredità della Struttura Semplice Biopolimeri e Proteomica e delle precedenti Strutture Complesse Biologia Strutturale e Bioinformatica. Pertanto le sue linee di ricerca, stabilite da tempo, sono molteplici e differenti.
In particolare, tra le competenze dell'Unità Operatva sono comprese:

• Biologia Cellulare, Molecolare e Strutturale
  • Test in vitro di valutazione tossicologica di composti e/o farmaci mediante MTT Assay
  • Individuazione e caratterizzazione delle proteine/complessi proteici che interagiscono con una proteina oggetto di studio (Tandem Affinity Purification)
  • Cloning, espressione, purificazione e cristallizzazione di proteine e macromolecole biologiche.
  • Determinazione della struttura tridimensionale di proteine/DNA e loro complessi con ligandi endogeni/esogeni mediante esperimenti di diffrazione di raggi X da cristalli macromolecolari
  • Caratterizzazione in soluzione di biomolecole attraverso tecniche di diffusione della luce sia in modo statico (MALS) che dinamico (DLS) e, in collaborazione principalmente con il Sincrotrone SOLEIL (Gif-sur-Yvette, Francia), di diffusione dei raggi X a piccolo angolo (SAXS). La maggior parte di queste tecniche è accoppiata on-line con separazione HPLC.
• Bioinformatica
  • Computational Mass Spectrometry: Sviluppo algoritmi e software innovativi per la gestione e l’analisi di spettri di massa.
  • Data Mining: Sviluppo algoritmi e software innovativi per l’estrazione dei segnali significativi e la loro analisi comparativa per identificazione di signature prognostiche/diagnostiche.
  • Data Integration: Sviluppo software e database innovativi per l’integrazione sintattica e semantica dei dati biomedici.
  • Automation of data analysis processes: Sviluppo di workflow automatici per l’integrazione e l’analisi di dati biomedici.
• Spettrometria di massa
  • Ricerca di biomarcatori proteici e nuovi target terapeutici (mediante l’approccio MALDI-MS, LC-MS o LC-MS/MS)
  • Indagini farmacocinetiche (analisi quantitativa mediante SRM/MRM)
  • Analisi proteomica mediante “fingerprinting” o MS/MS
  • Caratterizzazione di nuove molecole di interesse farmacologico
  • Valutazione dei profili metabolici
  • Isotope coded affinity tag (ICAT)
  • Stable isotope labeling by/with amino acids in cell culture (SILAC)
  • Isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ)
• Modellistica Molecolare
  • Mantenimento e sviluppo della suite di programmi US-SOMO per l’analisi e la simulazione di dati idrodinamici e di SAXS (collaborazione con University of Montana, USA).
  • Costruzione di modelli tridimensionali di macromolecole biologiche la cui struttura 3D non sia stata precedentemente determinata sperimentalmente (attraverso tecniche di diffrazione di raggi X da cristallo, Crio-EM o NMR)
  • Multi-resolution modeling, combinando le due metodiche di cui sopra
  • Simulazioni di dinamica molecolare
• Disegno e veicolazione di Farmaci
  • Disegno Razionale di Farmaci basato sulle strutture tridimensionali dei target biologici
  • Studio e caratterizzazione di molecole/complessi di origine naturale per l’utilizzo in Oncologia
  • Studio e caratterizzazione di nuovi adiuvanti per vaccini terapeutici da utilizzare in Oncologia
  • Riposizionamento di Farmaci già esistenti mediante simulazioni di docking molecolare
  • Studio di nuovi vettori per il trasporto (attivo e passivo) dei farmaci
  • Gel di fibrina quali veicoli per il rilascio locale di farmaci

Rilevanza clinica

La natura traslazionale/preclinica delle linee di ricerca di questa Unità Operatva implica che le ricadute sul Sistema Sanitario siano, in generale, da considerare a medio-lungo termine. Per specifici argomenti, tuttavia, la ricaduta può essere considerata a breve termine (ad esempio individuazione di biomarcatori tumorali utili in campo diagnostico, riposizionamento di farmaci già in commercio, rilascio locale di farmaci tramite gel di fibrina).

Attività di laboratorio e computazionali

• PCR
• Espressione e purificazione di proteine ricombinanti
• Cristallizzazione di proteine e altre macromolecole biologiche (es. DNA)
• Determinazione struttura tridimensionale di macromolecole biologiche tramite diffrazione di Raggi X
• Analisi elettroforetiche
• Tecniche di diffusione della luce MALS e DLS
• Colture cellulari
• Modellistica di macromolecole biologiche “in silico”
• Disegno razionale di farmaci “in silico”
• Disegno di vettori per il trasporto di farmaci basati su
  • Dendrimeri
  • Polimeri
  • Macrocicli
  • HydroGel e Gel di Fibrina
• Analisi di apoptosi e del ciclo cellulare
• Valutazioni tossicologiche (test MTT)
• Sviluppo software in ambiente LAMP (Linux, Apache, MySql, PHP)
• Implementazione database e siti web per esigenze di ricerca
• Spettrometria di massa qualitativa (identificazione e caratterizzazione molecolare)
• Spettrometria di massa quantitativa (dosaggio di molecole in matrici biologiche)
• Tecniche cromatografiche (analitiche e preparative)