Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (30/09/2024 - 17/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge l’obiettivo di preparare lo studente ad utilizzare e sviluppare tecniche computazionali e simulative per lo studio sistemi chimici e biologici finalizzate alla progettazione di nuove molecole con attività potenziali come chemical tools, nuovi farmaci, materiali.
In generale il fine del corso è quello di preparare lo studente ad affrontare problemi all’interfaccia tra la chimica e la biologia fornendo i fondamenti necessari per comprendere processi chimico-biologici complessi a livello atomico e ad utilizzare questa conoscenza per il design e la progettazione di nuove molecole attive.
Le principali domande in questo contesto riguardano lo studio della struttura e processi di folding di proteine, la visualizzazione di biomolecole e sistemi, la predizione e analisi delle interazioni tra molecole biologiche e piccole molecole (farmaci, chemical tools) o tra proteine ed altre macromolecole biologiche, lo studio e la predizione della reattività e funzione di enzimi. Attenzione particolare verrà posta all’utilizzo di nuovi metodi di machine learning e artificial intelligence.
In generale il fine del corso è quello di preparare lo studente ad affrontare problemi all’interfaccia tra la chimica e la biologia fornendo i fondamenti necessari per comprendere processi chimico-biologici complessi a livello atomico e ad utilizzare questa conoscenza per il design e la progettazione di nuove molecole attive.
Le principali domande in questo contesto riguardano lo studio della struttura e processi di folding di proteine, la visualizzazione di biomolecole e sistemi, la predizione e analisi delle interazioni tra molecole biologiche e piccole molecole (farmaci, chemical tools) o tra proteine ed altre macromolecole biologiche, lo studio e la predizione della reattività e funzione di enzimi. Attenzione particolare verrà posta all’utilizzo di nuovi metodi di machine learning e artificial intelligence.
Prerequisiti
Allo studente di questo corso viene richiesta una buona conoscenza della chimica organica (con particolare riferimento alla struttura e reattività dei principali gruppi funzionali), della chimica fisica (con particolare riferimento ai principi base della termodinamica e cinetica) e la conoscenza degli aspetti basilari delle strutture delle molecole biologiche. NON è richiesta la conoscenza di linguaggi di programmazione.
Metodi didattici
Lezioni frontali svolte mediante presentazioni PowerPoint e approfondimenti usando la lavagna.
Verifica Apprendimento
Esame orale. La prova riguarderà i diversi argomenti affrontati durante il corso e sarà volta ad accertare le conoscenze acquisite e la capacità di valutare/sviluppare criticamente un processo computazionale e di design in chimica bioorganica
Testi
Appunti delle lezioni e materiale fornito dal docente
Contenuti
Il corso tratterà i seguenti argomenti:
- Introduzione allo studio computazionale di sistemi chimici e biochimici complessi.
- Cenni di termodinamica statistica per lo studio di sistemi complessi
- Struttura di proteine e aspetti fondamentali dei processi di riconoscimento molecolare in sistemi chimico-biologici.
- Progettazione di Farmaci
- Dinamica Molecolare: studio delle correlazioni tra struttura, movimento e attività in molecole su varie scale.
- Studio dell’interazione tra piccola molecole e proteina: calcolo dell’energia di interazione.
- Reattività enzimatica e modellizzazione di reazioni in contesti biologici complessi: metodi teorici e computazionali
- Studio, analisi e predizione delle interazioni proteina-proteina.
- Metodi di machine learning in chimica e chimica biologica.
- Il design e la progettazione di piccole molecole attive in contesti biologici, chemical tools e nuovi farmaci.
- Design e progettazione di nuove macromolecole biologiche ed enzimi con reattività non esistenti in natura.
- Nanomolecular design: ingegnerizzazione di biomolecules e strutture su nanoscala come proteine, liposomi e architetture biomimetiche per lo sviluppo di nanomateriali funzionali.
- Cenni di structural vaccinology e progettazione di nuove molecole attive nell’ambito dell’immunologia.
- Introduzione allo studio computazionale di sistemi chimici e biochimici complessi.
- Cenni di termodinamica statistica per lo studio di sistemi complessi
- Struttura di proteine e aspetti fondamentali dei processi di riconoscimento molecolare in sistemi chimico-biologici.
- Progettazione di Farmaci
- Dinamica Molecolare: studio delle correlazioni tra struttura, movimento e attività in molecole su varie scale.
- Studio dell’interazione tra piccola molecole e proteina: calcolo dell’energia di interazione.
- Reattività enzimatica e modellizzazione di reazioni in contesti biologici complessi: metodi teorici e computazionali
- Studio, analisi e predizione delle interazioni proteina-proteina.
- Metodi di machine learning in chimica e chimica biologica.
- Il design e la progettazione di piccole molecole attive in contesti biologici, chemical tools e nuovi farmaci.
- Design e progettazione di nuove macromolecole biologiche ed enzimi con reattività non esistenti in natura.
- Nanomolecular design: ingegnerizzazione di biomolecules e strutture su nanoscala come proteine, liposomi e architetture biomimetiche per lo sviluppo di nanomateriali funzionali.
- Cenni di structural vaccinology e progettazione di nuove molecole attive nell’ambito dell’immunologia.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Per approfondire alcuni degli argomenti trattati nel corso si consiglia il testo:
"Simulating the physical world" di Herman Berendsen.
Per effettuare eventuali esercitazioni si consiglia l'installazione sul proprio computer di programmi di visualizzazione molecolare come VMD, pymol.
Lezioni, video didattici, seminari e materiale addizionale si possono trovare al sito cecam.org e al sito rcsb.org
"Simulating the physical world" di Herman Berendsen.
Per effettuare eventuali esercitazioni si consiglia l'installazione sul proprio computer di programmi di visualizzazione molecolare come VMD, pymol.
Lezioni, video didattici, seminari e materiale addizionale si possono trovare al sito cecam.org e al sito rcsb.org
Corsi
Corsi
CHIMICA
Laurea Magistrale
2 anni
No Results Found
Persone
Persone
No Results Found