Piattaforma di sintesi
La piattaforma di sintesi integra competenze e infrastrutture dei Dipartimenti di Scienze del Farmaco (DSF) e di Chimica (DC) dell’Università di Pavia, riunendo due laboratori altamente specializzati:
- il laboratorio integrato “Biocatalysis and Organic Chemistry” (BiOrC);
- il “Peptide and Glyco-peptide Lab” (PGP-Lab).
Le attività comprendono la sintesi, purificazione e caratterizzazione di oligosaccaridi, peptidi, glicopeptidi e peptido-coniugati, la sintesi organica di piccole molecole bioattive e lo sviluppo di bioprocessi mediante biocatalisi enzimatica.
La piattaforma dispone di strumentazioni avanzate per la sintesi in soluzione, in fase solida, assistita da microonde e in parallelo, oltre a un’ampia dotazione per la purificazione cromatografica, la caratterizzazione strutturale (NMR, FT-IR, MS) e l’analisi biofisica.
Particolare attenzione è dedicata all’impiego di enzimi immobilizzati per la produzione stereoselettiva di oligosaccaridi e glicoconiugati.
La piattaforma è progettata per offrire supporto alla ricerca applicata, anche in collaborazione con aziende del settore chimico-farmaceutico e biotecnologico.
Laboratorio integrato “Biocatalysis and Organic Chemistry” (BiOrC)
Riunisce i laboratori di Biocatalisi e di Sintesi e Sviluppo di Prodotti Farmaceutici e Diagnostici del Dipartimento di Scienze del Farmaco (DSF).
BiOrC vanta un’esperienza consolidata nel campo della chimica di sintesi e delle biotecnologie farmaceutiche. Le principali tematiche di ricerca riguardano la sintesi di oligosaccaridi, glicoconiugati, nucleosidi e nucleotidi, antibiotici beta-lattamici, alfa-amminoacidi quaternari recanti unità alcheniche o alchiniche legate al carbonio alfa, derivati amminoacidici mimetici dei turn proteici e peptidi ciclici ad attività antitumorale.
Le attività di sintesi chimica comprendono metodologie che spaziano dalla sintesi in soluzione, indicata per la produzione di composti su scala grammo o superiore, alla sintesi in fase solida e a quella assistita da microonde. La strumentazione analitica disponibile consente un monitoraggio accurato del decorso delle reazioni, inclusi gli aspetti stereochimici, e l’isolamento dei prodotti finali con elevati livelli di purezza.
Una delle competenze consolidate del gruppo BiOrC è inoltre lo studio di enzimi come biocatalizzatori, con particolare attenzione ai sistemi immobilizzati su supporti solidi, impiegati nella sintesi di composti di interesse farmaceutico e dei relativi intermedi. Grazie anche a collaborazioni attive con aziende del settore chimico-farmaceutico e biotecnologico, il gruppo ha sviluppato know-how specifico nello sviluppo di bioprocessi a elevata rilevanza applicativa.
BiOrC dispone di facilities e strumentazioni dedicate alla sintesi organica, allo studio di proteine come biocatalizzatori e allo sviluppo di bioconversioni su scala di laboratorio: sistema per sintesi parallela PolyBLOCK equipaggiato con 4 reattori, configurato per reazioni enzimatiche con controllo automatico di pressione, temperatura e velocità di agitazione e dotato di titolatore automatico; HPLC Merck Hitachi equipaggiato con Merck Hitachi D-7000, HPLC Multi HSM Manager e L-7400 UV-detector; HPLC VWR Hitachi equipaggiato con Merck Hitachi 5410 UV-detector e ELSD 100 detector; HPLC VWR Hitachi equipaggiato con Merck Hitachi 5430 DAD-detector e ELSD 85 detector; HPLC semi preparativo VWR Hitachi equipaggiato con Merck Hitachi 5410 UV-detector; pH-stat 718 Stat Tritino Metrohm, spettrofotometri Shimadzu UV; criostato Julabo FP 50; sistema per sintesi mediante microonde Biotage Initiator+ (400 W, magnetron 2.45 GHz, 0-30 Bar), sistema automatico per cromatografia flash a media pressione Biotage Isolera, spettrometro infrarosso Perkin–Elmer ATR-FTIR 1600.
Le analisi (MS ed NMR) dei prodotti ottenuti da questa piattaforma sono effettuate con le facilities della piattaforma di analisi (Immuno-Analisi) presente presso UniPV.
Peptide and Glyco-peptide Lab (PGP-Lab)
Riunisce i laboratori di Sintesi di leganti funzionali per target biologici (G4Lab) del Dipartimento di Chimica e il Laboratorio di Chimica Farmaceutica (MedChemLab) del Dipartimento di Scienze del Farmaco (DSF).
Il PGP-Lab vanta un’esperienza consolidata nel campo della chimica di sintesi e delle biotecnologie farmaceutiche. Le principali linee di ricerca includono la sintesi di leganti funzionali per acidi nucleici e proteine con attività antivirale e antitumorale, peptidi, peptidomimetici, acidi nucleici peptidici (PNA), nonché antibiotici beta-lattamici di tipo cefalosporinico e carbapenemico.
Le attività del laboratorio coprono un ampio spettro di metodologie sintetiche, spaziando dalle tecniche più consolidate fino alle strategie più moderne e innovative. In particolare, il gruppo è specializzato nella sintesi in soluzione e in fase solida di peptidi, peptidomimetici e PNA.
Il laboratorio è dotato delle più avanzate apparecchiature per la sintesi automatizzata attualmente disponibili sul mercato. L’infrastruttura comprende sintetizzatori semiautomatici, completamente automatici con tecnologia a microonde per l’accelerazione delle reazioni, e sintetizzatori in parallelo per la produzione efficiente e su larga scala di molecole target.
Grazie a queste tecnologie e a un solido background scientifico, il PGP-Lab si configura come un ambiente di ricerca altamente dinamico, capace di affrontare sfide complesse nel campo della chimica organica applicata alla salute e alla farmacologia.
Il PGP-Lab è dotato di infrastrutture e strumentazioni dedicate al design, alla sintesi e alla caratterizzazione fotochimica, fotofisica e biofisica di composti di interesse farmaceutico e biologico.
Le attività di sintesi vengono svolte in un laboratorio appositamente attrezzato, che include un reattore a microonde CEM, sistemi di purificazione flash Biotage Isolera Selekt e Isolera One, un sintetizzatore automatico di peptidi con reattore a microonde (CEM Liberty Blue) e un sintetizzatore in fase solida in parallelo (Biotage Syro 2). La purificazione dei composti e il controllo di qualità sono garantiti da tre sistemi HPLC Agilent 1260 Infinity (due preparativi e uno analitico), oltre che da sistemi UHPLC-MS (Agilent InfinityLab 1260 II LC/MS e Jasco UHPLC accoppiato a uno spettrometro Thermo LTQ-XL MS). La caratterizzazione strutturale è supportata da uno spettrometro NMR Bruker Avance da 400 MHz con autosampler. Per gli studi di fotoattivazione, il laboratorio dispone di un sistema di irradiazione multi-lunghezza d’onda Rayonet e di moduli LED Kessil operanti a diverse lunghezze d’onda (370, 405, 525, 570, 640, 660 e 740 nm). Le analisi fotofisiche vengono condotte utilizzando un sistema di Laser Flash Fotolisi a nanosecondi (laser Nd:YAG Q-switched Innolas, con sistema di acquisizione Edinburgh), situato presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Pavia. Le analisi biofisiche si avvalgono di due spettrofotometri (Jasco e Agilent Cary 60 con accessorio Peltier) e di due spettrofluorimetri (Perkin Elmer LS 50B e Agilent Cary Eclipse). Le misure di dicroismo circolare vengono effettuate presso il CGS utilizzando uno spettropolarimetro Jasco J1500.