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Il laboratorio di Modellistica Molecolare e Scoperta Farmaci dell’IIT si concentra sugli studi di catalisi e inibizione di enzimi di interesse farmaceutico. Questi studi sono realizzati attraverso applicazioni di metodi computazionali, i quali sono integrati con dati sperimentali. La comprensione a livello atomico del meccanismo enzimatico è usato per avviare la scoperta di farmaci, dove i metodi computazionali sono combinati con la chimica medicinale e con la biologia molecolare, per il disegno razionale e l’identificazione di potenti inibitori.
La catalisi enzimatica è studiata attraverso simulazioni dinamiche molecolari classiche (MD), in combinazione con metodi computazionali basati sulla integrazione della meccanica classica con la chimica quantistica (e.g. simulazioni QM/MM), e accoppiate a tecniche avanzate per il calcolo dell’energia libera. L’approccio computazionale multiscala permette di comprendere i fattori chiave legati a meccanismi di reazione catalitica. Quindi, questa conoscenza sui target di interesse è usata per il disegno computazionale di potenti inibitori con un promettente profilo ADMET. I composti di interesse sono acquistati o sintetizzati in laboratorio e testati per ottimizzare le nuove piccole molecole capaci di inibire la funzione di enzimi di interesse. L'obiettivo è quello di comprendere i principi generali che governano la catalisi e usare questa informazione per disegnare potenti inibitori come promettente punto di partenza per la scoperta di nuovi farmaci.

Laboratori

Il nostro laboratorio comprende un nucleo di chimici computazionali, che hanno accesso a processori CPU e GPU per simulazioni computazionali. Ci avvantaggiamo, inoltre, di tempo di calcolo assegnato su super computer esterni. All’interno del gruppo, questa attività computazionale è pienamente integrata con la chimica medicinale ed esperimenti di biologia molecolare. I nostri chimici e biologi molecolari lavorano in laboratori del Dipartimento di scoperta dei farmaci dell’IIT, i quali offrono strumentazione allo stato dell’arte.

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Collaborazioni

La nostra ricerca è altamente interdisciplinare e di collaborazione. Abbiamo una serie di collaborazioni con istituzioni di eccellenza a livello internazionale:

INTERNE

  • Dr. Laura Cancedda
  • Dr. Walter Rocchia
  • Dr. Pier Paolo Pompa
  • Dr. Francesca Cella
  • Dr. Paolo Decuzzi

ESTERNE

  • Prof. Neil Osheroff (Vanderbilt University, US)
  • Dr. Marco Marcia (EMBL, Grenoble, FR)
  • Dr. Anand Ganesan (UC-Irvine, US)
  • Prof. Paolo Carloni (Julich, DE)
  • Prof. Gian Pietro Miscione (Uiversidad De Los Andes, Bogotà, COL)
  • Prof. Fabrizio Mancin (Uni Padova, IT)
  • Dr. Federico Rastrelli (Uni Padova, IT)
  • Prof. Claudia Sissi (Uni Padova, IT)