6 giugno 2023 (UniBO Magazine)
Un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna ha messo a punto una “cassetta degli attrezzi” completa per produrre grandi quantità di “proteasi 3C-like”, proteina essenziale per la replicazione del coronavirus e bersaglio farmacologico primario per produrre nuovi candidati farmaci contro il COVID-19
Un passo avanti cruciale per mettere a punto farmaci antivirali efficaci contro il coronavirus SARS-CoV-2. Un gruppo di ricerca dell’Università di Bologna, in collaborazione con colleghi scienziati statunitensi, ha messo a punto un protocollo per isolare grandi quantità di “proteasi 3C-like”, proteina essenziale per la replicazione del coronavirus responsabile del COVID-19. Prodotta nelle cellule infette da SARS-CoV-2, la proteasi 3C-like è determinante per la replicazione e la propagazione del coronavirus. La comunità scientifica l’ha quindi identificata come uno dei principali bersagli farmacologici per bloccare la propagazione virale.
Lo studio – pubblicato sulla rivista Cell STAR Protocols con il titolo “Protocol for production and purification of SARS-CoV-2 3CL” – offre, in un unico protocollo integrato, una “cassetta degli attrezzi” completa per produrre grandi quantità di questa proteina e per caratterizzarla in modo dettagliato a livello molecolare, strutturale e funzionale.
"Riteniamo che questi risultati avranno un impatto importante sulla comunità scientifica che si occupa di sviluppare farmaci contro il COVID-19", dice Stefano Ciurli, Professore Ordinario di Chimica Generale ed Inorganica presso il Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell'Università di Bologna, che ha coordinato lo studio insieme al professor Gaetano Montelione del Dipartimento di Chimica e Chimica Biologica del Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, NY, USA). "Per identificare potenziali candidati per il trattamento farmacologico di SARS-CoV-2, è necessario infatti produrre una grande quantità di proteasi 3C-like nativa e attiva, e sviluppare protocolli standardizzati per determinarne l’attività enzimatica e le variazioni strutturali e funzionali in presenza di inibitori, tra cui ioni metallici importanti nella nutrizione".
"La proteina è stata ottenuta per via ricombinante da colture batteriche di Escherichia coli: è una proteina di fusione, contenente, a monte, una sequenza riconosciuta in modo specifico da una proteasi chiamata SUMO", spiega il Dott. Luca Mazzei, giovane ricercatore al Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell'Alma Mater e primo autore dello studio, con il contributo determinante di Aleksandar Jovanovic, tesista per il Corso di Laurea Magistrale in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche. "La proteina di fusione prodotta è poi purificata e incubata con la proteasi SUMO, che la taglia generando la sequenza naturale della proteasi 3C-like: con questo stratagemma è stato possibile ottenere oltre 100 milligrammi di proteina per ogni litro di coltura batterica".
La struttura della proteasi 3C-like così ottenuta è stata studiata tramite spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e biocristallografia, due tecniche biofisiche che permettono di determinare, ad alta risoluzione, la posizione degli atomi all’interno della molecola proteica. Inoltre, l’attività enzimatica è stata analizzata attraverso spettroscopia di fluorescenza.
"I dati raccolti costituiscono la base sperimentale per monitorare l’efficacia di candidati farmaci, rendendo possibile confrontare la struttura e la funzionalità della proteina target con quelle determinate in presenza di molecole o ioni che agiscano come inibitori e quindi potenziali farmaci", spiega Ciurli. "Il gruppo ha anche sviluppato nuovi saggi enzimatici utilizzando tecniche calorimetriche, più rapide e accurate, e questi risultati saranno pubblicati a breve".
May 31, 2023
Professor Stefano Ciurli was invited to present a talk entitled "Nickel Trafficking Proteins for Urease Activation" at the 8th Georgian Bay International Conference on Bioinorganic chemistry (http://canbic.ca) in Parry Sound (Ontario, Canada) (May 23 - 27, 2023).
5-8 September, 2023
The 50th Meeting of the Italian Crystallographic Association (L-AIC) will be held in Bologna from the 5th to the 8th of September, 2023. The event will be jointly organized by the Department of Chemistry "Giacomo Ciamician" and the Department of Pharmacy and Biotechnology (FaBiT) of the University of Bologna. L-AIC will be a unique event, full of high-profile scientific content and, for all, a pleasant opportunity to meet friends, colleagues, and collaborators.
Plenary Speakers:
- Prof. Carmelo Giacovazzo Istituto di Cristallografia, CNR – Bari
- Prof. Dario Braga Department of Chemistry “G. Ciamician”, University of Bologna
- Dr. Giovanna Scapin Chief Scientist Officer, Nanoimaging Services, USA
- Prof. Angiolina Comotti Department of Materials Science, University of Milano Bicocca
- Prof. Ute Kolb Centre for High Resolution Electron Microscopy, University of Mainz, Germany
- Prof. Michele Zema, Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali, University of Bari
Scientific Committee:
Lucia Maini - University of Bologna, cochair
Elisa Boanini - University of Bologna, cochair
Angela Altomare - Institute of Crystallography-National Research Council of Italy
Paolo Ballirano - University of Rome "La Sapienza"
Laura Cedron - University of Padua
Paolo Lotti - University of Milan
Luciano Marchio - University of Parma
Paola Paoli - University of Florence
Adele Sassella - University of Milano-Bicocca
Filomena Sica - University of Naples Federico II
Dritan Siliqi - Institute of Crystallography-National Research Council of Italy
Rebecca Vismara - University of Granada, Spain
Organizing Committee:
Magda Monari (Chair) - University of Bologna
Elisa Boanini - University of Bologna
Simone d'Agostino - University of Bologna
Simona Fermani - University of Bologna
Lucia Maini - University of Bologna
Luca Mazzei - University of Bologna
Devis Montroni - University of Bologna
Emilio Parisini - University of Bologna
Meeting web site
May 23, 2023
Professor Barbara Zambelli was invited to present a talk entitled "Dissecting complex binding equilibria involving protein-protein and protein-metal interactions” at the MicrocalDay - Workshop & User meeting in Milan (Italy) on May 23rd, 2023. The meeting can be attended both in presence and online. The details can be found at the web page of the event: https://www.alfatestbio.it/eventi/microcalday-workshop-user-meeting-23-maggio.
May 10-12, 2023
Professor Francesco Musiani was invited to present a talk entitled "Computational Study of Helicase from SARS-CoV-2" at High Performance Molecular Modelling course at Cineca (Bologna).
January 27, 2023
Professor Stefano Ciurli was invited to present a talk entitled "A Multidisciplinary Approach to the Structural Biology of Nickel" at the Gordon Research Conference on Metals in Biology in Ventura (CA, USA), with a focus on “Harnessing and Mimicking the Reactivity of Biological Metals for a Healthy and Sustainable Future” (January 22 - 27, 2023).
March 20-24, 2023
Professor Barbara Zambelli was a visiting scientist at the Université Libre de Bruxelles to study protein-lipid interactions with FT-IR. The staying was supported by MOSBRI network (https://www.mosbri.eu/) which granted the trans-national access to the infrastructure and the reimbursement of the travel expenses, in relation to the project “Protein-membrane interactions involving the intrinsically disordered region of NDRG1, a Ni(II) binding protein involved in lung cancer progression”.
June 20-22, 2022
Professor Barbara Zambelli was invited to present a talk entitled "Characterization of the intrinsically disordered region of human NDRG1, a target for lung cancer therapy” (https://www.youtube.com/watch?v=0oKKLHDQCyc) at the 1st MOSBRI Scientific Conference in Paris (France) (June 20 - 22, 2022) https://www.mosbri.eu/events/conferences/paris-2022/
June 20-22, 2022
Doctor Laura Rigobello was invited to present a talk entitled "Computational study of pathogenetic mutations in the transmembrane domain of Complex I of the respiratory chain" at Convegno Nazionale 2022 della Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici (Naples, Italy).
June 20-22, 2022
Professor Francesco Musiani was invited to present a talk entitled "Computational studies on internal tunnels of the Helicobacter pylori UreDFG multimeric protein complex" at Convegno Nazionale 2022 della Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici (Naples, Italy).
17 luglio 2020
La Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici della Società Chimica Italiana bandisce ogni anno in collaborazione con la Società Italfarmaco un premio intitolato a Gastone De Santis, fondatore della Società Italfarmaco.
Il premio è destinato ai soci della Divisione di età inferiore ai 35 anni che abbiano svolto attività di ricerca rilevante per la Chimica dei Sistemi Biologici. La partecipazione è aperta a tutti gli iscritti alla SCI purché soci, effettivi o aderenti, della Divisione. Ai fini del concorso vengono considerati 5 lavori pubblicati negli ultimi 3 anni precedenti il bando. Il vincitore di ogni anno viene invitato, ospite della Divisione, a presentare il proprio lavoro scientifico al Congresso Divisionale e riceve un contributo di 2500 €.
Nella riunione svoltasi il 17 luglio in modalità telematica, il Consiglio Direttivo della Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici della Società Chimica Italiana ha assegnato all’unanimità il Premio ItalFarmaco "De Santis" al Dott. Luca Mazzei, assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell’Università di Bologna e membro del Laboratorio di Chimica Bioinorganica.
La cerimonia di premiazione e la presentazione della ricerca da parte del vincitore si svolgeranno in occasione del prossimo Congresso Nazionale, che avrà luogo a Milano nel 2021. Nel frattempo, l’argomento della ricerca è stato spiegato dal Dott. Mazzei in un video che disponibile sul canale YouTube della Società Chimica Italiana.
13 settembre 2019
Il Consiglio Direttivo della Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici della Società Chimica Italiana ha conferito il premio al più meritevole dei poster presentati durante il Concegno annuale della Divisione. Il premio è stato vinto da Valquiria Broll, con il poster "Ammonia mono-oxygenase: a biotech approach to improve efficiency of inorganic nitrogen soil fertilization" (authors: Broll V., Mazzei L., Casali L., Evangelisti E., Silva M., Baltrusaitis J., Braga D., Grepioni F., Musiani F., Ciurli S.).
Congratulazioni a Valquiria!
29 maggio 2019
Cari soci, con piacere vi informo sui vincitori dei premi AIC 2019.
Per quanto riguarda il premio per la miglior tesi di laurea, il premio è stato assegnato a:
Ida Freda
Laurea Magistrale in Biotecnologie Mediche
Università degli Studi di Roma "La Sapienza"
Per il premio tesi di dottorato, sono stati assegnati tre premi, per tre diversi settori, chimico, mineralogico e biostrutturale:
Davide Comboni
Dipartimento di Scienze della Terra
Università degli Studi di Milano
Luca Mazzei
Dipartimento di Farmacia e Biotecnologia
Università degli Studi di Bologna
Stefano Racioppi
Dipartimento di Chimica
Università degli Studi di Milano
Per quanto riguarda invece il premio intitolato a Mario Nardelli, è stato assegnato a:
Federica Bertolotti
Università degli Studi dell'Insubria
A tutti i vincitori le più sentite congratulazioni.
14-15 March 2019 - Bologna
These are exciting times for Molecular Dynamics (MD) simulations. Thanks to advances in force field development, sampling methods, and hardware performances, MD is gaining growing consideration in the Life Science community. For the first time since its inception, MD is becoming an effective tool to assist experiments and make quantitative predictions. This progress in the field is prompting a full integration of MD simulations in drug discovery programs in both academia and industry. Several challenges need now to be addressed to complete this transition, including the development of reliable force fields for all the molecular entities found in biological environments, more realistic simulative conditions (including multiscale approaches), and rigorous assessment of errors and uncertainties associated to limitations of sampling. The aim of this workshop is to gather together a diverse audience, promoting an international exchange of knowledge in a highly stimulating scientific context and friendly atmosphere.
Where:
14 March: Sala Ulisse dell'Accademia delle Scienze dell'Istituto di Bologna, via Zamboni 31
15 March: Aula Magna del Distretto Navile, via della Beverara 123/1
Keynote Speakers:
- Giovanni Bussi, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), Italy
- Paolo Carloni, Forschungszentrum Jülich, Germany
- Carmen Domene, University of Bath, United Kingdom
- Javier Luque, Universitat de Barcelona, Spain
- Stefano Moro, Università di Padova, Italy
Invited Speakers:
- Alessandro Barducci, Centre de Biochimie Structurale de Montpellier, France
- Luca Bellucci, CNR Pisa, Italy
- Davide Branduardi, Schrödinger Inc., USA
- Rosa Buonfiglio, Angelini, Italy
- Michele Cascella, Universitetet i Oslo, Norway
- Francesco Colizzi, Institute for Research in Biomedicine - IRB Barcelona, Spain
- Simone Furini, Università di Siena, Italy
- Roberto Gaspari, Chiesi Farmaceutici, Italy
- Alejandro Giorgetti, Università di Verona, Italy
- Gianluca Lattanzi, Università di Trento, Italy
- Giulia Rossetti, Forschungszentrum Jülich, Germany
Organizing commitee:
- Matteo Masetti
- Francesco Musiani
- Maurizio Recanatini
Local organizing commitee:
- Martina Bertazzo
- Riccardo Ocello
- Luca Pestarino
- Chiara Cabrelle
- Erika Gardini
- Elisa Evangelisti
Meeting web site
15 Giugno 2018
Il nuovo composto contiene urea, potassio e zinco ed è in grado di inibire l’attività dell’ureasi, un enzima necessario per la fertilizzazione dei suoli ma che può causare gravi problemi per l’ambiente e per lo sviluppo del settore agricolo.
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Bologna ha ideato un nuovo materiale in grado di inibire l’attività dell’ureasi, un enzima necessario per il ciclo naturale dell’azoto ma che può creare gravi problemi per l’ambiente e per lo sviluppo del settore agricolo. I risultati dello studio sono stati appena pubblicati sulla rivista Chemical Communications e segnalati come “hot article”.
Presente nelle piante, nei funghi e nei batteri, l’ureasi ha la capacità di accelerare la decomposizione dell’urea, un composto chimico (presente anche nel sangue e nell’urina) largamente utilizzato in agricoltura come fertilizzante. L’urea viene sintetizzata da ammoniaca e biossido di carbonio: la sua efficacia è dovuta alla capacità di rilasciare azoto, componente fondamentale per la nutrizione delle piante. Si stima che nel 2021 la produzione di urea da utilizzare in agricoltura come fertilizzante arriverà a 226 milioni di tonnellate.
Il problema è che, a causa dell’enzima ureasi presente nei suoli coltivati, solo la metà dell’azoto contenuto nell’urea rimane nel suolo. L’altra metà diventa invece ammoniaca, rilasciata nell’atmosfera in forma gassosa: un inquinante che favorisce l’effetto serra.
Il nuovo materiale nato dalla ricerca dell’Alma Mater è in grado di combattere questo fenomeno. Sintetizzato con i metodi dell’ingegneria cristallina molecolare, riunisce in un solo composto chimico le proprietà di tre sostanze fondamentali: urea, potassio e zinco. Quest’ultimo ha la funzione di inibitore dell’ureasi, ottimizzando così l’effetto fertilizzante dell’urea. Il potassio è invece un ulteriore elemento nutritivo, spesso utilizzato nei fertilizzanti.
Il composto è economico, può essere preparato in grandi quantità, con metodologie green ed ecosostenibili, senza l’uso di solventi inquinanti. Un risultato che nasce dalla collaborazione tra due gruppi di ricercatori chimici operanti in settori molto distanti tra loro: da un lato quello della chimica dello stato solido e dell'ingegneria cristallina molecolare (Dipartimento di Chimica “G. Ciamician”, gruppo della professoressa Fabrizia Grepioni), dall'altro quello della biotecnologia e della chimica delle metalloproteine (Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie, gruppo del professor Stefano Ciurli). Un lavoro congiunto che arriva anche grazie al nuovo dottorato interdisciplinare in Nanoscienze per la Medicina e l'Ambiente, coordinato dal professor Dario Braga.
Articolo originale su UNIBO MAGAZINE