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Sulla base di risultati precedentemente ottenuti, l'obiettivo di questo progetto integrato e': 1) progettazione e sintesi di piccole molecole eterocicliche e/o peptidomimetiche al fine di chiarire i meccanismi molecolari alla base dei cambiamenti conformazionali di specifici frammenti proteici, responsabili di patologie quali morbo di Alzheimer e la sindrome di Creutzfeldt-Jakob, 2) analisi dei possibili siti di interazione molecolare nei diversi stadi conformazionali del prione e del beta-amiloide, attraverso l' integrazione dei dati sperimentali, ottenuti dalle altre Unita', in modelli molecolari e l' utilizzo di tecniche di meccanica molecolare (MM) e dinamica molecolare (MD). Progettazione e sintesi di specifici ligandi da utilizzare quali agenti diagnostici in tecniche di imaging in vivo per la identificazione precoce di aggregati amiloidei. 3) progettazione e sintesi di nuove molecole in grado di interferire con i processi di aggregazione proteica, quali potenziali agenti terapeutici anti-Alzheimer e per la sindrome di Creutzfeldt-Jakob. L' ottenimento di tali risultati dipendera' principalmente da una attivita' di ricerca integrata con le altre unita' operative. Sulle nuove molecole identificate complesso con proteine amiloidee o prioniche o con frammenti proteici sintetizzati verranno effettuati indagini NMR (UNINA), spettroscopici e termodinamici (UNICT), di NMR-imaging (UNITO) e di diffrattometria a raggi X (UNIPR). Gli studi biologici sulle molecole identificate verranno effettuati in taluni casi da UNIPD. In particolare, nel primo anno, verranno effettuati studi di modellistica molecolare (MM, MD, Docking Procedures) in modo da definire il binding mode delle molecole precedentemente identificate e di quelle nuove progettate, in relazione ai diversi stati conformazionali che possono assumere i frammenti proteici bersaglio. Recentemente infatti UNISI ha realizzato una serie di derivati eterociclici i cui target specifici sono il beta-amiloide ed il prione (Compounds and Methods for Diagnosing and Treating Amyloid-related Conditions, PCT WO02/24652 A1). Gli studi computazionali sopra citati potranno essere effettuati portando a calcolo, in maniera esplicita, il contributo del solvente attraverso l' integrazione delle informazioni ottenute dalle altre unita' di ricerca sulla stabilita' conformazionale in vari intorni chimici del beta-amiloide e del prione.Pertanto l' utilizzo di tecniche di simulazione molecolare ci permettera' di definire meglio il meccanismo di interazione dei nuovi composti sviluppati al fine di realizzare molecole piu' potenti e selettive e di definirne le potenzialita' diagnostiche e/o terapeutiche. Durante il secondo anno, sulla base dei dati biologici ottenuti sulle molecole di prima generazione, verra' eseguito un refinement dei modelli tridimensionali dei complessi molecolari realizzati al fine di ottimizzarne la capacita' predittiva. Questo studio consentira' l' ottimizzazione delle proprieta' farmacodinamiche dei nuovi ligandi. Inoltre, durante questa fase, verra' effettuata la modulazione di quelle proprieta' chimico-fisiche in grado di influenzare la farmacocinetica con particolare attenzione al passaggio della barriera ematoencefalica e dell' uptake cerebrale dei nuovi composti sviluppati. La sintesi delle nuove molecole verra' effettuata mediante l' applicazione di metodiche sintetiche standard o sviluppando specifiche strategie sintetiche innovative. Se necessario, verranno applicate metodiche combinatoriali per la realizzazione di piccole librerie di composti peptidomimetici ed eterociclici.
