Obiettivi formativi
<br />Approfondire aspetti della reattività dei carboidrati, in particolare la possibilità di formare il legame glicosidico per generare zuccheri complessi utilizzando metodi chimici, chemoenzimatici e biochimici.<br />Approfondire le conoscenze sui processi bioorganici relativi a metabolismo e biochimica di carboidrati semplici e complessi, la loro degradazione, interconversione e il loro utilizzo per la produzione di oligosaccaridi, polisaccaridi e glicoconiugati.<br />Approfondire le conoscenze relative al ruolo dei carboidrati nelle interazioni intercellulari e intermolecolari, e alla possibillità di interferire con esse mediante sistemi di origine sintetica.
Contenuti dell'insegnamento
<br />Struttura, nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e reattività dei carboidrati. Formazione del legame glicosidico. Oligo- e polisaccaridi. Concetto di glicosildonatore, glicosilaccettore e gruppi protettori. Attivazione della posizione anomerica. Modifica chimica di monosaccaridi e sintesi chimica di oligosaccaridi. <br />Metabolismo primario dei monosaccaridi. Glicolisi, via ossidativa del pentoso fosfato, interconversione tra monosaccaridi. Degradazione del saccarosio: la saccarosio sintasi. Metabolismo secondario. Biosintesi e interconversione di glicosil-nucleosidi-(di)fosfato. <br />Degradazione di polisaccaridi. Gli enzimi depolimerizzanti: glicosidasi, transglicosidasi, fosforilasi, liasi. Meccanismi di depolimerizzazione. Natura delle interazioni tra substrato glicosidico e sito enzimatico. Effetti di mutazioni puntiformi nelle glicosidasi. <br />Utilizzo di glicosidasi e di glicosidasi ingegnerizzate (glicosintasi) per la sintesi del legame glicosidico. Approccio termodinamico e cinetico. Regio- e stereoselettività. Substrati non-naturali. <br />Utilizzo di fosforilasi per la sintesi di oligosaccaridi. <br />Biosintesi del legame glicosidico: le glicosiltransferasi. Glicosiltransferasi ripetitive e non-ripetitive, poliprenodifosfato-dipendenti e nucleoside-difosfato-monosaccaride dipendenti. Regio- e stereoselettività.<br />I carboidrati come fonte di informazione nelle interazioni intercellulare e intermolecolare: esempi di oligo-, polisaccaridi e glicoconiugati e della loro funzione biologica. Proteine-recettore di carboidrati prive di attività enzimatica: le lectine. Natura delle interazioni tra substrato glicosidico e recettore. Il concetto della multivalenza e dell’effetto cluster glicosidico. Leganti sintetici multivalenti per l’inibizione di lectine. Vaccini a base glicosidica. <br />Utilizzo delle glicosiltransferasi e loro combinazione con altri enzimi per la sintesi chemoenzimatica di oligosaccaridi, glicoconiugati e loro mimetici. Dalla sintesi in vitro alla sintesi in vivo. Modifiche post-sintetiche di oligo- e polisaccaridi. Le sulfotransferasi in azione. <br />Tecniche per l’identificazione strutturale di carboidrati e tecniche per lo studio delle interazioni in cui sono coinvolti i carboidrati.
Bibliografia
<br />Maureen E. Taylor, Kurt Drickamer in Introduction to Glycobiology, Oxford University Press, Second Edition, 2003<br />Molecular and Cellular Glycobiology, Eds. M. Fukuda and O. Hindsgaul, Oxford University Press, 2000<br />Bioorganic Chemistry - Carbohydrates, Ed. S. M. Hecht, Oxford University Press, 1999<br />Carbohydrates in Chemistry and Biology, Eds. B. Ernst, G. W. Hart, P. Sinay, Wiley-VCH, 2000<br />Microbial Degradation of Natural Products, Ed. G. Winkelmann, VCH, 1992<br />Glycoscience: Chemistry and Chemical Biology, Eds. B. Fraser-Reid, K. Tatsuta, J. Thiem, Springer Edition, 2001<br />Articoli vari
