Processi biotecnologici per la produzione di sostanze naturali

A.A. 2017/2018
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
CHIM/06
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso è finalizzato allo studio delle sostanze organiche naturali, e al loro impatto sempre crescente nella ricerca industriale, farmaceutica, nutrizionale e cosmetica.
Nella prima parte del corso verranno descritte le principali vie metaboliche implicate nella biosintesi delle sostanze organiche naturali.
Nella seconda parte vi è la descrizione dei processi attraverso il quale suddette sostanze vengono ottenute ed identificate da organismi produttori inferiori (batteri, lieviti, funghi, muffe) o superiori (piante, animali) con la descrizione dei processi di laboratorio e industriali; l'estrazione e purificazione da estratti grezzi, attraverso tecniche bioanalitiche e separative di base e più sofisticate e la caratterizzazione strutturale attraverso le più moderne tecniche di chimica analitica-spettroscopica.
Risultati apprendimento attesi
Non definiti
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
· Gli argomenti svolti presuppongono la conoscenza dei fondamenti della chimica organica, con particolare riferimento alla reattivita' dei principali gruppi funzionali e alla stereochimica organica; dei fondamenti della chimica analitica, della biochimica e della biologia cellulare.

· Metaboliti primari: vengono approfonditi gli aspetti chimici (strutturali e di reattività) e funzionali di amminoacidi e proteine, zuccheri semplici e polisaccaridi, acidi grassi e lipidi.
· Metaboliti secondari e biosintesi: vengono descritti, dal punto di vista chimico e funzionale, alcuni metaboliti secondari biologicamente attivi, di importanza applicativa e industriale. La scelta è finalizzata all'illustrazione, attraverso la descrizione della loro specifica origine, delle principali vie metaboliche secondarie. Via dell'acido acetico: Polichetidi. Chinoni. Fenoli.
· Via dell'acido mevalonico e deossi-xilulosio: Classificazione dei terpeni. Regola isoprenica. Monoterpeni. Sesquiterpeni. Diterpeni. Triterpeni (Steroidi: Trasformazione del lanosterolo in colesterolo. Steroidi naturali. Fitosteroli e Saponine). Tetraterpeni (carotenoidi)
· Via dell'acido scichimico: Fenoli. Fenilpropanoidi. Flavonoidi
· Alcaloidi di interesse biologico
Verranno poi trattate le piu' comuni tecniche di ottenimento dei metaboliti secondari da fonti naturali.
· Estrazione e purificazione di un principio attivo naturale: si discutono i processi di ottenimento di prodotti naturali da organismi inferiori o superiori e si approfondiscono le tecniche analitiche e separative più utilizzate per la purificazione di composti naturali da matrici complesse. Ampio spazio verra' dato alle tecniche "green", ecologiche e sostenibili.
· Determinazione strutturale di prodotti naturali complessi: vengono descritte tecniche analitiche e spettroscopiche ad altissima sensibilità capaci di fornire gli elementi necessari per determinazioni di struttura affidabili (NMR, HPLC-MS, X-rays, etc.).
· Esempi specifici riguarderanno prodotti di interesse industriale, farmaceutico, alimentare, cosmetico. Verranno trattati prodotti naturali ad alto interesse, ed ottenuti da fonti diverse. Per ogni esempio verranno descritte in dettaglio e commentate le diverse fasi del processo di ottenimento.
Materiale di riferimento
· P. M. Dewick, "Medicinal Natural Products. A Biosynthetic Approach, 3nd Ed., Wiley, Chichester, 2009.
· SD. Sarker, Z. latif, A.I. Gray "Natural Products Isolation", 2nd edition Humana Press, 2006
· I.E. Orhan "Biotechnological production of plant metabolites" Bentham Books, 2012
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
3016, 3° piano ala B, Dipartimento di Chimica