INFORMAZIONI SU

Farmacologia e principi di progettazione dei farmaci Modulo II

Programma dell'insegnamento - Corso di laurea in Biotecnologie

Docente

prof. Federico Fogolari ( federico.fogolari@uniud.it)


Crediti

2 CFU

Obiettivi formativi specifici

L’insegnamento è finalizzato all’apprendimento dei principi su cui si basa l’azione dei farmaci mediante valutazione degli aspetti fondamentali della farmacodinamica e della farmacocinetica, per la comprensione delle basi necessarie alledefinizione di strategie farmacologiche già codificate ed innovative. L'obiettivo principale è di approfondire le conoscenze dello studente nei confronti delle applicazioni terapeutiche di farmaci biotecnologici attualmente impiegati e di quelli in fase di sperimentazione, con particolare riferimento alle proteine terapeutiche, agli anticorpi monoclonali ed ai vaccini. Inoltre, verranno analizzate e discusse le problematiche specifiche relative alla sperimentazione pre-clinica e clinica dei farmaci biotecnologici rispetto ai farmaci classici Il corso comprende anche un modulo di bioinformatica finalizzato a far acquisire allo studente i concetti di base della modellistica molecolare utilizzati ai fini della progettazione di farmaci. In particolare si approfondiranno gli strumenti di calcolo per la stima dell’energia associata all’interazione fra farmaco e target molecolare per la valutazione della conformazione di legame più stabile. Una parte del corso sarà costituita da una esercitazione in aula informatica sull’uso di un programma di docking.

Competenze acquisite

Il modulo di Principi di progettazione di farmaci e' finalizzato a far acquisire allo studente i concetti di base della modellistica molecolare utilizzati ai fini della progettazione di farmaci. In particolare si approfondiranno gli strumenti di calcolo per la stima dell’energia associata all’interazione fra farmaco e target molecolare per la valutazion e della conformazione di legame più stabile. Una parte del corso sarà costituita da una esercitazione in aula informatica sull’uso di un programma di docking.

Programma

Introduzione alla modellistica e alla simulazione nel processo di sviluppo di un farmaco. Virtual screening, modifiche molecolari, isosteri. Lipinski rule of five. I formati Mol, InChI, SMILES.

Rappresentazione di molecole. Database di composti chimici e loro utilizzo. Pubchem. Modellistica e chemoinformatica Derivazione di farmacofori e loro utilizzo. Recupero di informazioni mediante Hash tables. Ricerca di sottostrutture, rappresentazione della struttura come grafo. Uso di bitstring per rappresentare i composti. Structural keys e Hashed fingerprints. Derivazione di un Farmacoforo 3D, spazio conformazionale di un composto. Ricerca sistematica vincolata. Metodi basati su Clique detection. Banche dati 3D. Ricerca di similarita' fra molecole, descrittori molecolari. Alcune definizioni di distanze in uso. Selezione di composti "diversi". Energia libera di legame e approssimazioni. Calcolo di energie con metodi ibridi: meccanica molecolare e superficie esposta.

Physical effective energy functions (PEEFs) e Statistical effective energy functions (SEEFs).      Knowledge based potentials. Docking molecolare Flexible e rigid docking. Algoritmi di docking, Gradi di liberta' del ligando. Il programma DOCK. Tecniche di docking: Metodi Monte Carlo, Simulated annealing. Algoritmi genetici. Costruzione incrementale del ligando

Il programma Autodock. Design di ligandi basato sulla struttura. Metodi Outside-in e Inside-out. Il programma Grid. Posizionamento e assemblaggio di frammenti. Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR) Il modello lineare. Stima ai minimi quadrati dei parametri. Cenni su regressione multilineare e analisi della varianza. Cenni su Principal component analysis e Partial Least Squares.

Bibliografia

Dispense del docente
Andrew R. Leach Molecular Modelling: Principles and applications. Prentice Hall 2001

Modalità d'esame

La valutazione del profitto sarà effettuata mediante prova scritta comprendente domande a risposta aperta.