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PROGETTAZIONE MOLECOLARE
PARTE A
Istituti di prevista afferenza
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Istituto di Biostrutture e Bioimmagini
Istituto di Chimica Biomolecolare
Istituto di Chimica dei Composti Organo Metallici
Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare
Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri
Istituto di Chimica Inorganica e delle Superfici
Istituto di Cristallografia
Istituto di biostrutture e bioimmagini
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dr. BRUNO ALFANO
Via Pansini, 5 - 80131 Napoli (NA)
UnitГ operativa di supporto di Catania, UnitГ operativa di supporto di
Napoli Centro
www.ibb.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
Valorizzare l'approccio multidisciplinare alle seguenti aree di ricerca: tecnologie biochimiche e biostrutture,
tecnologie biochimiche finalizzate alla diagnostica per immagini, tecnologie della diagnostica per immagini e
radioterapia diagnostica per immagini e radioterapia.
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
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Imaging Funzionale delle Patologie dell Apparato Cardiovascolare e Caratterizzazione Prognostica
della Cardiopatia Ischemica
Caratterizzazione Strutturale, Metabolica e recettoriale Integrata e Quantitativa delle Malattie
Degenerative e Neoplastiche del Sistema Nervoso Centrale
Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e Sviluppo di Approcci
Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toraco-addominale e Sviluppo di
Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo, Controlli di QualitГ e
Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Targeting e delivery molecolare
Basi molecolari della fibrillogenesi di proteine e peptidi amiloidi:studi per la diagnosi e la terapia
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Analisi delle proprietГ strutturali e modeling predittivo di molecole complesse di interesse biomedico
o biotecnologico
Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi di interesse per la
biochimica e la chimica sostenibile.
Moduli
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sistemi innovativi per l' e-health
Identity Management e sicurezza nel contesto dei programmi di ricerca internazionali
Imaging Funzionale delle Patologie dell Apparato Cardiovascolare e Caratterizzazione Prognostica
della Cardiopatia Ischemica
Caratterizzazione Strutturale, Metabolica e recettoriale Integrata e Quantitativa delle Malattie
Degenerative e Neoplastiche del Sistema Nervoso Centrale
Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e Sviluppo di Approcci
Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toraco-addominale e Sviluppo di
Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo, Controlli di QualitГ e
Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Sistemi sintetici riconoscibili da target biologici
Progettazione e sintesi di nuovi composti bioattivi e loro veicolazione sito specifica.
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Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toraco-addominale e Sviluppo di
Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo, Controlli di QualitГ e
Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Sistemi sintetici riconoscibili da target biologici
Progettazione e sintesi di nuovi composti bioattivi e loro veicolazione sito specifica.
Sviluppo di sistemi molecolari per il delivery di farmaci e diagnostici
Studio degli effetti di ioni metallici e membrane sulle proprietГ conformazionali di sistemi
amiloidogenici.
Modelli molecolari per lo studio di malattie conformazionali
Sviluppo di repertori molecolari per l'identificazione di antagonisti di interazioni proteina-proteina e
proteina-ligando
Nuove molecole ad azione farmacologica per il trattamento del diabete di tipo II
Sviluppo di reagenti diagnostici e terapeutici in modelli murini di malattie
Determinazine della struttura tridimensionale di biomolecole complesse con tecniche
spettroscopiche e cristallografiche
Caratterizzazione strutturale di biomolecole di interesse terapeutico mediante metodologie
computazionali
Le proprietГ magnetiche di radicali di interesse biologico ed ambientale: un approccio multiscala
RSTL
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•
•
Progettazione e sintesi di molecole da utilizzarsi nello sviluppo di nuove terapie antiobesitГ Messa a punto di metodologie e tecniche di imaging sperimentale
Quantificazione dei recettori D2 della dopamina mediante tomografia ad emissione di fotone
singoloed [123I]IBZM
Ruolo dell'anisotropia nelle interazioni membrana-peptide coinvolte nei meccanismi del misfolding
AttivitГ Commesse
Imaging Funzionale delle Patologie dell Apparato Cardiovascolare e Caratterizzazione
Prognostica della Cardiopatia Ischemica
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Malattie Cardiopolmonari
Medicina
CUOCOLO ALBERTO
Risultati conseguiti
Nel corso del 2008 sono state messe a punto e validate metodiche di imaging non invasivo per la
valutazione della perfusione miocardica, per la stima della riserva di flusso coronarico e per la
valutazione dell'anatomia coronarica in pazienti con cardiopatia ischemica sospetta o nota, in
pazienti con diabete mellito ed in pazienti sottoposti a precedenti procedure di rivascolarizzazione
coronarica (PCI e CABG). Nei pazienti pazienti sottoposti a precedenti procedure di
rivascolarizzazione coronarica, ГЁ stata anche valutata la prevalenza ed i predittori clinici
dell'ischemia miocardica silente, nonchГ© il ruolo dell'imaging radionuclidico per la stratificazione del
rischio cardiovascolare. Inoltre, allo scopo di comparare la caratterizzazione anatomica della
placca utilizzando la MDTC con la perfusione miocardica tramite la SPECT abbiamo sinora studiato
82 pazienti consecutivi con cardiopatia ischemica sospetta. Tutti i pazienti sinora arruolati sono stati
sottoposti sia ad angiografia coronarica con MDTC a 64-strati ed a SPECT miocardica stress/
riposo con sestamibi. La distribuzione e l'estensione delle placche alla MDTC sono state
classificate attraverso uno score che indica il coinvolgimento dei segmenti (somma dei segmenti
che presentano una qualsiasi placca) ed uno score che indica la stenosi per segmento (somma
dell'ostruzione del lume in tutti i segmenti coronarici). Inoltre, la localizzazione della placca con la
MDTC ГЁ stata valutata con uno score dei segmenti a rischio (l'estensione della placca "pesata" in
base alla sua localizzazione prossimale nel vaso) e l'indice di Duke modificato. Alla SPECT, ГЁ stato
utilizzato un programma automatico per calcolare le variabili che incorporano sia l'estensione che la
severitГ dei difetti di perfusione: la somma degli score allo stress (SSS), la somma degli score a
riposo (SRS) e la differenza tra i due score (SDS). La SPECT ГЁ stata considerata anormale in
presenza di un SSS>3.
La SPECT ГЁ risultata anormale in 28 (34%) pazienti e normale in 54 (66%) pazienti. Nei pazienti con
SPECT anormale, lo score che indica il coinvolgimento dei segmenti (3.5В±2.5 vs 2.41В±2.0), lo score
dei segmenti a rischio (10В±8 vs 5В±4) e l'indice di Duke modificato (1.9В±1 vs 1.2В±1) sono risultati
significativamente piГ№ alti (tutte le P<0.05) rispetto ai pazienti con SPECT normale. Al contrario, lo
score che indica la stenosi per segmento non ГЁ risultato significativamente differente nei pazienti
con SPECT anormale (5.5В±3.7) rispetto a quelli con SPECT normale (3.7В±3.0). All'analisi univariata,
lo score che indica il coinvolgimento dei segmenti, lo score dei segmenti a rischio e l'indice di Duke
modificato sono risulti significativi predittori della presenza di una SPECT anormale (P<0.05). Alla
MDTC, 60 (73%) dei pazienti non hanno evidenziato delle stenosi coronariche severe (stenosi
>70%). Di questi pazienti, 13 (22%) avevano una SPECT anormale e 47 (78%) una SPECT
normale. Dei 22 (27%) pazienti con stenosi coronarica severa alla MDTC, 15 (68%) presentavano
una SPECT anormale e 7 (32%) una SPECT normale. La presenza o l'assenza di una stenosi
coronarica severa con la MDTC ГЁ risultata significativamente correlata alla presenza o assenza dei
difetti di perfusione alla SPECT (P<0.001).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Il progetto e' svolto in stretta collaborazione con alcuni dipartimenti dell' UniversitГ degli Studi di
Napoli "Federico II": Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali, Dipartimento di Medicina
Interna, Scienze Cardiovascolari ed Immunologiche, e Dipartimento di Oncologia, Endocrinologia e
Chirurgia Generale.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Gamma camera multi-testa per tomografia computerizzata ad emissione di fotone singolo, E.CAM,
Siemens Medical System.
Sistema per tomografia ad emissione di positroni, Advance Discovery LS, General Electric Medical
Systems.
Ciclotrone Minitrace Ultra Sys, General Electric Medical Systems.
Ecocardiografo, Hewlett-Packard Sonos 5500.
Tomografo spirale, Toshiba Aquilion 64 Slice CT Scanner.
Caratterizzazione Strutturale, Metabolica e recettoriale Integrata e Quantitativa delle
Malattie Degenerative e Neoplastiche del Sistema Nervoso Centrale
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche
Medicina
BRUNETTI ARTURO
Risultati conseguiti
Analisi strutturali dell'encefalo con RM elaborati con tecniche di segmentazione automatizzata per la
valutazione delle diverse componenti tessutali normali e patologiche
Per i progetti RM si segnala: ulteriore ampliamento dei protocolli di studio del danno tessutale nella
sclerosi multipla con tecniche di classificazione tessutale computer-assistita; caratterizzazione
morfologica e funzionale di alterazioni strutturali in soggetti schizofrenici.
Studi SPECT sul sistema dopaminergico nel parkinsonismo e nelle atassie
Pubblicazioni scientifiche principali
Galderisi, S., M. Quarantelli, U. Volpe, A. Mucci, G. B. Cassano, G. Invernizzi, A. Rossi, A. Vita, S.
Pini, P. Cassano, E. Daneluzzo, L. De Peri, P. Stratta, A. Brunetti and M. Maj (2008). "Patterns of
structural MRI abnormalities in deficit and nondeficit schizophrenia." Schizophr Bull 34(2): 393-401.
Pellecchia, M. T., P. Barone, C. Mollica, E. Salvatore, M. Ianniciello, K. Longo, A. Varrone, C.
Vicidomini, M. Picillo, G. De Michele, A. Filla, M. Salvatore and S. Pappata (2008). "Diffusionweighted imaging in multiple system atrophy: A comparison between clinical subtypes." Mov Disord.
Barbarulo, A. M., S. Pappata, G. Puoti, A. Prinster, D. Grossi, R. Cotrufo, M. Salvatore and L.
Trojano (2008). "Rehabilitation of gesture imitation: a case study with fMRI." Neurocase 14(4):
293-306.
Postiglione, A., G. Milan, S. Pappata, C. De Falco, F. Lamenza, V. Schiattarella, G. Gallotta, P.
Sorrentino and S. Striano (2008). "Fronto-temporal dementia presenting as Geschwind's
syndrome." Neurocase 14(3): 264-70.
De Rosa, A., C. Criscuolo, P. Mancini, M. De Martino, I. A. Giordano, S. Pappata, A. Filla and G. De
Michele (2008). "Genetic screening for LRRK2 gene G2019S mutation in Parkinson's disease
patients from Southern Italy." Parkinsonism Relat Disord.
Pappata, S., E. Salvatore and A. Postiglione (2008). "In vivo imaging of neurotransmission and brain
receptors in dementia." J Neuroimaging 18(2): 111-24.
Varrone, A., V. Sansone, M. T. Pellecchia, M. Amboni, E. Salvatore, G. De Michele, A. Filla, P.
Barone, S. Pappata and M. Salvatore (2008). "Comparison between a dual-head and a braindedicated SPECT system in the measurement of the loss of dopamine transporters with [123I]FPCIT." Eur J Nucl Med Mol Imaging 35(7): 1343-9.
.
Salvatore, E., A. Varrone, C. Criscuolo, P. Mancini, V. Sansone, C. Strisciuglio, D. Cicala, V.
Scarano, M. Salvatore, S. Pappata, G. De Michele and A. Filla (2008). "Nigrostriatal involvement in
ataxia with oculomotor apraxia type 1." J Neurol 255(1): 45-8.
Iaccarino, C., E. Tedeschi, A. Rapana, I. Massarelli, G. Belfiore, M. Quarantelli and A. Bellotti
(2008). "Is the distance between mammillary bodies predictive of a thickened third ventricle floor?"
J Neurosurg.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Collaborazioni : Dipartimenti Universitari di Scienze Neurologiche e di Neuroscienze nell'UniversitГ degli Studi di Napoli Federico II e nelle Seconda universitГ di Napoli ; collaborazioni con centri
Europei giГ attive ( INSERM, Orsay, France,Neuroadiologia Copenhagen, Medicina Nucleare
Karolisnka Hospital Stoccolma)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Principali risorse strumentali utilizzate
Collaborazioni : Dipartimenti Universitari di Scienze Neurologiche e di Neuroscienze nell'UniversitГ degli Studi di Napoli Federico II e nelle Seconda universitГ di Napoli ; collaborazioni con centri
Europei giГ attive ( INSERM, Orsay, France,Neuroadiologia Copenhagen, Medicina Nucleare
Karolisnka Hospital Stoccolma)
Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e Sviluppo di Approcci
Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Oncologia: meccanismi e tecnologie applicate
Medicina
DEL VECCHIO SILVANA
Risultati conseguiti
Risultati di rilievo sono stati conseguiti nell'ultimo anno di attivita' ed alcuni sono gia' stati pubblicati
su riviste internazionali a stretto controllo redazionale. In particolare le attivita' volte a identificare
tumori sensibili e resistenti a farmaci inibitori dell'attivita' tirosina-chinasica dell'EGFR hanno
dimostrato che tali inibitori inducono in cellule neoplastiche resistenti una interazione diretta tra
proteine anti-apoptotiche della famiglia Bcl-2 e recettore dell'inositolo trifosfato. Questa interazione e'
rilevabile in sistemi cellulari ed in modelli animali tumorali in quanto determina un incremento della
captazione di traccianti cationici lipofilici (Clin Canc Res 14:5209-5219, 2008). Allo scopo di
sviluppare metodologie di imaging in grado di valutare la risposta alla terapia anti-angiogenica
abbiamo marcato con 18F un peptide diretto contro l'integrina avb3 e lo abbiamo quindi saggiato in
modelli animali mediante microPET/CT. Abbiamo dimostrato che il peptide radiomarcato si localizza
selettivamente in tumori esprimenti avb3 ma non in quelli esprimenti avb5.L'eliminazione degli ultimi
5 aminoacidi C-terminali dalla sequenza del peptide aboliscono la sua capacita' a discriminare le
due integrine. Abbiamo inoltre allestito modelli animali per lo studio della proliferazione mediante 18Fluorotimidina e microPET/CT e pertanto siamo attualmente in grado di saggiare in vivo l'attivita'
anti-proliferativa di farmaci antiblastici tradizionali ed a bersaglio molecolare. Utilizzando imaging
multimodale in pazienti con mieloma multiplo, abbiamo inoltre dimostrato che FDG-PET e MR hanno
una sensibilita' e una specificita' equivalente nell'evidenziare la malattia focale a livello del
rachide.Tuttavia la FDG-PET e' in grado di evidenziare sedi aggiuntive di malattia focale a livello
dello scheletro appendicolare anche se e' meno sensibile nell'evidenziare malattia diffusa
soprattutto a livello del rachide (J Nucl Med 49:195-200,2008). Altri risultati di rilievo sono stati
ottenuti in studi clinici di radioterapia volti all'ottimizzazione dei trattementi sia mediante la
combinazione con farmaci antiblastici sia mediante piani di trattamento conformazionale.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Il nostro laboratorio fa parte di una rete di eccellenza europea "EMIL", European Molecular Imaging
Laboratories, che e' finanziata dalla CE ed include circa 50 laboratori di Imaging Molecolare.
Nell'ambito di questa rete Europea vengono organizzati incontri annuali di scambio scientifico tra
tutti i laboratori partecipanti che sono localizzati in vari paesi Europei. Quest'anno il meeting annuale
si e'tenuto a Leuven. Il nostro gruppo coordina l'attivita' svolta nell'ambito della tematica "Imaging
molecolare di apoptosi in oncologia" a cui afferiscono il Dipartimento di Biochimica dell'Universita' di
Cambridge, il DKFZ di Heidelberg e lo IEOS del CNR di Napoli. Altre collaborazioni sono in atto con
le
Divisioni di Ematologia, Oncologia ed Endocrinologia della Facolta' di Medicina della Universita'
Federico II di Napoli.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Principali risorse strumentali utilizzate
Le risorse strumentali utilizzate sono essenzialmente rappresentate da apparecchiature di imaging
per piccoli animali microPET/CT, microSPECT/CT e apparecchiture di imaging clinico PET/CT e
SPECT nonche' laboratori completamente attrezzati per la radiochimica e la biologia cellulare e
molecolare. Per la radioterapia le maggiori apparecchiature utilizzate sono 2 acceleratori lineari, un
sistema di pianificazione di trattamento 3D (3D-TPS), un software per la fusione delle immagini, una
TAC e sistemi per la dosimetria sia in fantoccio che in vivo.
Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toraco-addominale e
Sviluppo di Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Innovazione-integrazione tecnologica in medicina
Medicina
SALVATORE MARCO
Risultati conseguiti
1. I risultati di maggiore interesse sono stati conseguiti nelle applicazioni cliniche della TC multifasica in pazienti con sindrome di Budd-Chiari e nella stadiazione pre-chirurgica di pazienti con
carcinoma del colon-retto.
2. Un altro settore ha riguardato l'impiego della tecnica power-doppler in ecografia per la
valutazione morfo-funzionale delle lesioni neoplastiche in pazienti con linfoma di Hodgkin e del rene
trapiantato. 3. L'uso della sequenza "chemical-shift" in RM dedicata alla caratterizzazione dei tumori
surrenalici ГЁ stato dimostrato che puГІ evitare l'impiego ed il consumo di mezzo di contrasto
paramagnetico nel corso dell'esecuzione dell'esame.
4. La RM con l'analisi quantitativa del segnale in immagini T2-pesate consente la caratterizzazione
del tessuto miocardio in pazienti con malattia di Anderson-Fabry.
5. Altro settore di sperimentazione ГЁ stato il ruolo della PET/TC nel follow-up post-chirurgico dei
pazienti con carcinoma differenziato della tiroide, nei quali ГЁ stato inoltre eseguito uno studio di
confronto tra ecografia, PET FDG e scintigrafia con iodio-131 che ha dimostrato come l'ecografia
del collo sia la tecnica di diagnostica per immagini maggiormente accurata per la valutazione delle
stazioni linfoghiandolari del distretto cervicale.
6. La PET/TC ГЁ stata inoltre sperimentata nella valutazione delle lesioni polpose del colon-retto.
7. L'integrazione delle immagini scintigrafiche morfo-funzionali, ottenute con radiofarmaci "specifici",
con quelle anatomico-strutturali della TC e/o della RM ГЁ stata valutata allo scopo di caratterizzare e
riconoscere la natura dei tumori surrenalici.
8. E' stato valutato il ruolo della colangiopancreatografia con RM in pazienti con patologia del
sistema bilio-pancreatico in confronto alle altre tecniche per immagini (TC ed ecografia) per la
definizione dei protocolli diagnostici specifici per patologia.
9. E' stato valutato l'approccio metodologico della PET/TC con FDG per differenziare le lesioni
neoplastiche mammarie in con fronto alla RM.
10. Valutazione diagnostica integrata con FDG PET/TC, Tc-99m MIBI SPECT a RM di pazienti
affetti da mieloma multiplo.
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Principali collaborazioni
Collaborazione con l'UniversitГ Federico II, FacoltГ di Medicina e Chirurgia e FacoltГ di Ingegneria.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Tomografia Computerizzata multi-strato (TCMS) (4 e 64 strati)
Risonanza Magnetica - tomografo 1.5 Tesla
Risonanza Magnetica - tomografo 3 Tesla
Apparecchio PET-TC
Ecografi ad alta risoluzione
Workstations
PACS
Laboratorio di Radiochimica
Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo, Controlli di
QualitГ e Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Innovazione-integrazione tecnologica in medicina
Medicina
ALFANO BRUNO
Risultati conseguiti
Sono stati pubblicati ulteriori risultati sullo studio di follow up a due anni del progetto RM-itinerante,
che hanno dimostrato che la perdita di sostanza grigia, a differenza della sostanza bianca, e' un
fenomeno precoce nella Sclerosi Multipla e mostra chiara progressione giГ nelle fasi inziali di
malattia.
Sono stati pubblicati i primi risultati dei lavori di integrazione RM / US nell'imaging del SNC fetale.
Sono stati pubblicati i risultati di uno studio di confronto tra FDG-PET, MRI e Scintigrafia con MIBI in
pazienti con Mieloma Multiplo, che hanno messo a confronto per la prima volta queste metodiche,
evidenziandone pro e contro.
Sono state a messe a punto le tecniche di imaging rilassometrico cerebrale di piccolo animale su
scanner clinico a 3 Tesla, con bobina dedicata phased array, per lo studio di modelli pre-clinici di
SLA, nell'ambito di un progetto co-finanziato dal Ministero della SanitГ in collaborazione con i
Dipartimenti di Farmacologia e di Neurologia dell'UniversitГ "Federico II" (coordinatore Prof. L.
Annunziato) e l'IRCCS SDN di Napoli, partito a Dicembre 2008.
Sono stati pubblicati ulteriori risultati ottenuti nello studio della schizofrenia, mediante l'applicazione
delle tecniche delle tecniche di segmentazione ed analisi di imaging strutturale sviluppate nell'ambito
di questa commessa.
PVELab, il software di correzione del volume parziale sviluppato nell'ambito del progetto PVEOut,
co-finanziato dalla UE e coordinato dall'IBB, la distribuzione ed aggiornamento del quale sono curati
nell'ambito di questa commessa, ha superato i 200 download da parte di centri di ricerca
internazionali (prevalentemente in nordamerica e Canada, Europa, Giappopne e Cina), ed e' stato
citato ad oggi in piu' di 40 publicazioni indexate su prestigiose riviste internazionali.
E' stato completata la modifica del software di segmentazione multiparametrica di RM cerebrali
includendo tra l'altro la coregistrazione intra- ed inter-serie, ed e' in corso la verifica dell'incremento
di accuratezza ottenuto.
E' in fase di ri-sottomissione la versione riveduta del lavoro di descrizione e validazione del
fantoccio RM virtuale.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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Convegno
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Principali collaborazioni
Copenhagen University Hospital, Denmark
CNR - ICAR
UniversitГ Federico II (Dipartimenti di Scienze Biomorfologiche e Funzionali, Neuroscienze, Scienze
Fisiche)
Seconda UniversitГ di Napoli
ESAOTE S.p.A.
IRCCS SDN - Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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Principali risorse strumentali utilizzate
3.0T MR scanner (Siemens TRIO)
1.5T MR scanner (Philips Achieva)
Bobina phased array per piccoli animali su scanner 3 Tesla clinico Rapid Biomed GmBh
Two-head rotating gamma-camera (Siemens e.cam Variable)
PET/CT (GE Discovery)
Cyclotron (GE MiniTrace) and Radiochemistry suite
PET/SPECT scanner for small animals (YAPPET)
PET/CT scanner for small animals (GE)
CT scanner for small animals (GE)
Targeting e delivery molecolare
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PEDONE CARLO
Risultati conseguiti
Nel 2008 i principali risultati dalla commessa raggruppati per moduli di attivitГ sono riportati di
seguito.
Nell'ambito del Modulo 1 i principali risultati ottenuti risultano essere i seguenti:
a) Progettazione e sintesi di analoghi peptidici del peptide QK;
a1)Espressione e refolding del dominio 2 del recettore VEGFR1;
b) Il peptide QK ГЁ capace di accelerare la rimarginazione dell'ulcera gastrica mediante un
meccanismo eNOS dipendente se somministrato in roditori sia per via intraperitoneale sia orale.
Inoltre, studi di stabilitГ termodinamica hanno evidenziato una inusuale stabilitГ strutturale della
conformazione elicoidale;
c) Clonaggio di diversi construtti di proteine TPR-inteina;
d) Sintesi e caratterizzazione biochimica di peptide che riproducono le varianti Zavalla e Zaragozza
della proteina ApoA1
e) Ottimizzate di procedure sintetiche relative all'ottenimento di nucleoamminoacidi e di
nucleopeptidi chirali. Studi di binding con DNA e RNA
Nell'ambito del Modulo 2 di attivitГ ГЁ stata studiata la carnosina. La carnosina legata al trealosio ГЁ in
grado di resistere all'azione dell'enzima carnosinasi, anche se in maniera meno efficace degli
analoghi derivati con la ciclodestrina. Questo ГЁ dovuto al maggiore ingombro sterico della beta-CD
rispetto ad TH. Comunque il trealosio secondo quanto riportato in letteratura ГЁ in gradi di passare la
barriera emato-encefalica, facendo dunque ipotizzare un utilizzo di questi derivati nella cura delle
patologie neurodegenerative. Anche i derivati della carnosina con il trealosio risultano essere
sistemi multifunzionali con attivitГ antiossidante, chelante nei confronti dello ione rameico e SOD-like
dei rispettivi complessi metallici, e potenzialmente efficaci in vivo visto la loro abilitГ a resistere al
processo di degradazione enzimatica. In maniera analoga a quanto fatto per il peptide PHSRN,
anche i derivati tra la beta-CD-etilendiammina ed il PHSRN sono stati depositati su superfici
idrofobiche ed idrofiliche di polisilossano. Lo studio delle cinetiche di adsorbimento ГЁ stato effettuato
tramite QCM-D e AFM. I dati ottenuti indicano che l' adsorbimento ГЁ risultato superiore rispetto a
quello osservato per il peptide libero. Quindi tali glicoconiugati risultano essere dei composti
promettenti anche nel campo dei biomateriali.
Gli studi i sui frammenti peptidici della HRPG hanno evidenziato che tale peptidi hanno una forte
affinitГ per gli ioni metallici. Ogni unitГ GHHPHG ГЁ in grado di legare un singolo ione metallico.
Tali peptidi risultano avere attivitГ di proliferazione cellulare nei confronti di colture cellulari
microvascolari, in particolare il bis-repat (GHHPHG)2 mostra attivitГ maggiore rispetto ai monomeri.
Nell'ambito del Modulo 3 di attivitГ sono state progettate e sintetizzate piccole sequenze peptide,
partendo dal dominio di legame al mitocondrio della proteina AKAP121. Sono stati effettuati
esperimenti su cellule muscolari lisce utilizzando i peptidi opportunamente funzionalizzati con
fluoresceina e sequenze di controllo. I risultati ottenuti hanno evidenziato la capacitГ di tali peptidi di
influenzare la localizzazione di AKAP 121 sul mitocondrio e, di conseguenza, influenzare
selettivamente l'attivitГ fisiologica dei mitocondri mediata da AKAP121.
Nell'ambito della linea di ricerca relativa all'sviluppo di antagonisti selettivi dell'integrina avb3, ulteriori
studi di imaging effettuati utilizzando il peptide RGDechi sono stati effettuati. Le immagini ottenute
mediante microPET/CT, hanno confermato che il peptide suddetto ГЁ un ottimo canditato per
l'imaging in vivo di tumori overesprimenti l'integrina avb3.
Per quanto riguarda il delivery mediato da aggregati supramolecolari sono stati preparati nuovi
monomeri contenenti nella stessa molecola il peptide bioattivo CCK8 o il frammento 7-14 della
bombesina e l'agente chelante, sia per la coordinazione di metalli radioattivi che dello ione Gadolinio
per l'impiego quali diagnostici nella medicina nucleare e nell'MRI, rispettivamente. Questi aggregati
di forma ellissoidale oltre ad avere capacitГ autoassemblanti, espongono il peptide al fine di
consentire l'interazione con il recettore target. Sono stati pertanto ottenuti micelle e liposomi con
l'aggiunta anche di tensioattivi commerciali. Le prove biologiche condotte sia in vitro che in vivo
hanno mostrato per gli aggregati uno specifico riconoscimento da parte del recettore
sovraespresso da cellule tumorali soprattutto per le molecole bioattive con una corta catena
etossilica. Accumulandosi specificamente, gli aggregati supramolecolari sintetizzati rappresentano
quindi un potenziale mezzo di contrasto. L'uso di aggregati inoltre ГЁ stato esteso al delivery, oltre
che di diagnostici, anche di farmaci per la terapia oncologica
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Le collaborazioni in corso nell'ambito delle seguenti attivitГ sono sia con partners industriali sia
pubblici. In particolare sono da segnalare le collaborazione con le seguenti istituzioni nazionali:
l'istituto per l'endocrinologia e l'oncologia "Gaetano Salvatore" (IEOS)-CNR, il Dipartimento Di
Biologia e Patologia Cellulare E Molecolare 'L.Califano', il Dipartimento delle Scienze Biologiche
UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II", il Dipartimento di Scienze Chimiche-UniversitГ di
Catania, il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche - UniversitГ di Salerno, il Dipartimento delle
Oncologie Sperimentali – Istituto Nazionale per la Cura e lo Studio dei Tumori "Fondazione
G.Pascale", il Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali – Università degli Studi di Napoli
"Federico II"il Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare UniversitГ di Ferrara, l'UniversitГ dell'Aquila, il CIRPEB UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II", la Seconda UniversitГ di Napoli.
Le collaborazioni con istituzioni internazionali sono: Inflammation Research Network, University of
Calgary, Canada; Department of Molecular Biophysics & Biochemistry, Yale University, USA;
Department of Chemical Physics, Weizmann Institute of Science, Israel, il gruppo di Biochimica e
Biofisica del Prof. Orjan Hansson del Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Goteborg, il gruppo
di Bioinorganica del CNRS di Marsiglia. Inoltre vi sono collaborazioni in atto con soggetti industriali
quali Sigma Tau, Tecnogen, InBios.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Sintetizzatore di peptidi Applied Biosystem ABI 433;
Sintetizzatore di peptidi Milligen 9050;
Sintetizzatore di peptidi Advanced Chemtech 348 Omega;
Sintetizzatore di DNA e PNA;
Sistema HPLC analitico Hewlett Packard 1100;
Sistema HPLC biocompatibile Waters 625;
Sistema HPLC analitico Shimadzu LCA10;
Sistemi HPLC preparativi Shimadzu LC8A;
Spettrofluorimetro;
Workstation grafiche SGI (O2, Indigo2, Octene);
Spettrometro di Massa Perspective Maldi Tof ;
Sistema LC/MS;
Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 600 Mhz;
Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 400 MHz;
Dicroismo circolare Jasco J715 con controllo di temperatura;
Citofluorimetro;
Diffrattometro ad anodo rotante con CCD;
Diffrattometro 4 cerchi Noius CAD4-Turbo;
Cluster di PC sotto Linux per calcolo intensivo.
Basi molecolari della fibrillogenesi di proteine e peptidi amiloidi:studi per la diagnosi e la
terapia
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PAPPALARDO GIUSEPPE
Risultati conseguiti
Nell'anno 2008 l'attivitГ di ricerca si ГЁ svolta in accordo con gli obiettivi della commessa. In
particolare ГЁ stata studiata l'interazione di frammenti peptidici rispettivamente omologhi alle
sequenze ottaripetitive o esaripetitive del prione umano e aviario con membrane artificiali. Tali studi
sono stati eseguiti anche in presenza di ioni rameici ed utilizzando tecniche spettroscopiche quali
CD, UV-Vis Fluorescenza e calorimetriche DSC. I dati indicano che il frammento peptidico omologo
alle quattro ottaripetizioni del dominio N-terminale del prione umano ha una notevole affinitГ per il
bilayer lipidico. Il processo di interazione ГЁ caratterizzato, tuttavia, da una cinetica di inserzione
abbastanza lenta. Al contrario nessuna propensione all'interazione con la membrana ГЁ stata
riscontrata per il peptide aviario anche a distanza di diversi giorni. Nel caso del peptide umano ГЁ
stato riscontrato anche un ruolo specifico del rame nel processo di interazione peptide/membrana,
tale ruolo, ancora poco chiaro, ГЁ attualmente oggetto di studi piГ№ approfonditi.
Sono stati effettuati degli studi spettroscopici (UV-Vis ed EPR) sui complessi di rame(II) con il
polipeptide Ac-PEG11-(PHGGGWGQ)4-NH2, ottenuto legando covalentemente all'estremitГ Nterminale del peptide precursore una molecola di PEG. Le specie complesse [Cu3(L)H-6] e [Cu4(L)
H-8] presenti a pH neutro sono state caratterizzate ed indicano che tutti gli atomi di rame occupano
intorni di coordinazione simili aventi geometria piramidale a base quadrata, formati da atomi di azoto
imidazolico e peptidici, nonchГЁ da un atomo di ossigeno carbonilico. Le misure voltammetriche su
questi sistemi hanno evidenziato un comportamento redox di tipo cooperativo, infatti durante il
processo di riduzione avvengono dei processi intramolecolari di trasferimento elettronico.
L'interazione di queste specie polinucleari con l'ossido di azoto (NO) ГЁ caratterizzato dalla riduzione
dei siti rameici attraverso la formazione due specie complesse intermedie. Nel caso in cui il legante
aggiunto sia in eccesso rispetto al rame, il complesso che si forma ha dei parametri spettroscopici
(EPR ed UV-Vis) caratteristici dell'unitГ [Cu(NIm)4]2+, che non ГЁ capace di interagire con l'NO.
Studi comparativi di dynamic light scattering eseguiti sui frammenti 17-29 dell'amilina umana e di
ratto hanno fornito dati in relazione alle dimensioni e forma degli aggregati. Questi dati sono in fase
di elaborazione, in aggiunta ad altri dati NMR allo stato solido e di calcoli di dinamica molecolare, per
la costruzione di un modello molecolare volto alla determinazione del meccanismo di aggregazione
e della tipologia delle fibrille amiloidi.
Le attivitГ programmate hanno permesso inoltre la progettazione e sintesi di sistemi peptidici per lo
studio delle cinetiche di aggregazione del beta amiloide in differenti condizioni microambientali intese
come presenza di ioni metallici, sistemi membranosi, vari pH, stress ossidativo. I risultati
sperimentali ottenuti dimostrano che molecole di origine naturale come la carnosina ed alcuni
glicopeptidi di sintesi, ottenuti legando covalentemente il trealosio al pentapeptide LPFFD,
possiedono attivitГ neuroprotettiva e/o antifibrillogenica proponendo queste molecole come
potenziali farmaci nell'ambito delle malattie neurodegenerative.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
L'attivitГ di ricerca si svolge in stretta collaborazione con gruppi di ricerca afferenti alla medicina
molecolare, alla biologia molecolare e cellulare, nonchè alle scienze fisiche. Sono altresì attive le
collaborazioni con i gruppi di ricerca afferenti alle due maggiori realtГ industriali nel campo della
microelelettronica e della farmaceutica insistenti nel terrotorio catanese come la St-Microelectronics
e la Wyeth Lederle. La collaborazione con il gruppo del Prof. Sovago a Debrecen, Ungheria ГЁ ormai
consolidata e si basa sulla determinazione strutturale e termodinamica dei complessi metallici con
peptidi omologhi al beta amiloide ed alla proteina prione.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
La produzione scientifica del 2008 dimostra come l'attivitГ di ricerca sia stata decisamente
indirizzata verso studi molecolari-strutturali e biochimico-funzionali enfatizzando l'approccio
multidisciplinare che caratterizza questa commessa. Sono stati quindi utilizzate strumentazioni per
la caratterizzazione chimico-fisica degli aggregati di beta amiloide e di amilina, per l'imaging
morfologico dei monomeri, oligomeri e fibrille del beta amiloide sia in presenza che in assenza di
composti ad attivitГ antifibrillogenica. In relazione agli studi biochimici e di biologia cellulare sono
state utilizzate risorse strumentali come la microscopia confocale e a fluorescenza indirizzate alla
veicolazione e monitoring del trafficking intracellulare di composti bioattivi appositamente progettati
e sintetizzati. Inoltre i saggi di attivitГ neuroprotettiva eseguiti in colture primarie neuronali,
coadiuvati da misure spettroscopiche per la determinazione della stato di aggregazione di sistemi
amiloidogenici in presenza di molecole in grado di interferire con il processo di fibrillogenesi, hanno
permesso di correlare l'attivitГ neuroprotetiva manifestata da questi derivati con la loro stessa
struttura molecolare.
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RUVO MENOTTI
Risultati conseguiti
Nell'ambito della commessa sono stati sopratutto messia a punto dei saggi di screening per i
sistemi molecolari in studio, PED-PLD1, Gadd45b-MKK7, Cripto-Alk4 e sono stati preparati repertori
molecolari da sottoporre allo screening in tutti i sistemi. I repertori sono sia di natura peptidica che
organica. Sono state preparate librerie di epitopi di E2 di HCV per saggiare Ab iperimmuni. E' stata
inoltre acquisita una collezione di circa 300 molecole singole di natura organica. Per PED-PLD1
sono state identificate molecole con attivitГ di ripristino del trasporto del glucosio in cellule L6.
Identificata la regione minima di interazione tra PED (regione 1-24) e PLD1(regione 762-781). Per
Gadd45b-MKK7 sono state selezionate piccole molecole con IC50 di circa 3 nM che sono state
modificate per migliorare la stabilitГ e la biodisponibilitГ . Per cripto, le molecole selezionate sono
state saggiate in sistemi in vivo. Per HCV, sono stati reperiti i cDNA delle proteine E1 ed E2 ed ГЁ in
corso l'espressione in batteri. Sono state analizzate banche dati di sequenze e costruite sequenze
consenso e modelli di E2. Sono stati messi a punti metodi di spettrometria di massa (Modulo 02).
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Convegno
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Principali collaborazioni
Istituto per l Endocrinologia e l Oncologia (IEOS) del CNR di Napoli,
Istituto di Genetica e Biofisica (IGB) del CNR di Napoli, UniversitГ Federico II di Napoli, SocietГ Tecnogen di PM Verna, SocietГ Sigma-Tau di Pomezia, UniversitГ di
Salerno, Imperial college di Londra, UniversitГ di Ginevra, Azienda Ospedaliera Pisana, Centro di
Eccellenza AmbiSEN dell'UniversitГ di Pisa. Menarini Ricerche S.p.A., ArisGen di Zurigo,
Thrombogenics di Leuven. Hardis di S. Antimo di Napoli, Kedrion Di Castelluccio Pascoli. Arterra
Biosciences di Napoli, Medestea di Colleretto Giacosa. UniversitГ del Colorado Denver.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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Principali risorse strumentali utilizzate
Sistemi cromatografici per la purificazione di proteine, incubatori e fermentatori per la preparazione
di proteine ricombinanti, Spettrometri di massa per la caratterizzazione di proteine, Spettroscopi per
spettroscopia di dicroismo circolare, spettrofluorimetri, spettrometri NMR, diffrattometri per RaggiX, Sistemi per analisi SPR (Biacore3000), Sintetizzatori di peptidi, sistemi cromatografici per la
caratterizzazione e purificazione di peptidi, sistema integrato per saggi di screening automatizzati
(HTS), macchine per calcolo ad elevata intensitГ , Biacore per l'analisi di interazioni proteinaproteina; spettrometri di massa per l'analisi di metaboliti.
Analisi delle proprietГ strutturali e modeling predittivo di molecole complesse di interesse
biomedico o biotecnologico
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
VITAGLIANO LUIGI
Risultati conseguiti
Risultati significativi sono stati ottenuti per tutti gli obiettivi della commessa.
1) Nell'ambito della caratterizzazione strutturale di target per antibiotici sono stati ottenuti risultati
interessanti sull'analisi strutturale delle interazioni del ribosoma con inibitori. Risultati molto positivi,
sono stati ottenuti nella caratterizzazione di proteine di agenti patogeni (Mycobacterium tubercolosis
e Helicobacter pylori). In questo settore sono state determinate le strutture tridimensionali di due
importanti proteine: il Resuscitation Promoting Factor (RPF) da M. tubercolosis e la superossido
dismutasi da H. pylori. Sempre in questa tematica ГЁ stata determinata la struttura di una proteina
altamente glicosilata della classe delle Ribosome Inactivating Proteins (RIP-PDL1). Inoltre sono in
fase avanzata la determinazione della struttura del fattore di scambio EF-1beta e la
caratterizzazione di mutanti della proteina EF-1alfa, proteine coinvolte nel processo di biosintesi
proteica. Studi computazionali hanno permesso di definire i meccanismi molecolari che portano alla
formazione di "pili" in batteri patogeni. In particolare, gli studi condotti in questo anno hanno
permesso di evidenziare analogie e differenze nel meccanismo di formazione di estensioni fibrillari
tra diversi agenti patogeni. In questo contesto, ГЁ stato anche derivato un modello strutturale per le
fibrille formate dalla subuninta Caf1 di Y. pestis
2) Per quanto riguarda la linea di ricerca relativa alla caratterizzazione di proteine coinvolte in
patologie del sistema nervoso, ГЁ stato cristallizzato il dominio di oligomerizzazione della proteina
REN-KCTD11 ed ГЁ stato costruito un modello tridimensionale del complesso che la proteina forma
con interattori. Per quanto riguarda lo sviluppo di molecole con attivitГ NGF-like in grado di
prevenire neuropatie in modelli animali, ГЁ stata avviata la progettazione di molecole mimetiche di
neurotrofine la cui azione sarГ analizzata in modelli animale di malattie. Infine sono stati formulati
modelli per strutture fibrillari formate da peptidi coinvolti in malattie neurodegenerative. In questo
ambito, sono stati anche studiati possibili intermedi citotossici associati al processo di formazione di
fibre.
3) Gli studi sulla famiglia delle anidrasi carboniche sono stati
focalizzati principalmente sull'isoforma IX, un'enzima multi-dominio che ha un ruolo fondamentale
nello sviluppo dei tumori ipossici. In particolare ГЁ stata effettuata una caratterizzazione biochimica
completa dell'enzima che ha permesso di determinare il suo stato di oligomerizzazione e le sue
modifiche post-traduzionali.
Parallelamente una serie di studi di modellistica molecolare su complessi CA IX-inibitore hanno
fornito le basi per la progettazione di molecole altamente selettive per quest'enzima.
4) Per quanto riguarda la progettazione di epitopi da proteine del virus dell'epatite C sono stati presi
in considerazione dati strutturali e di sequenza relativi a proteine superficiali del virus. In particolare,
ГЁ stata presa in considerazione le regioni ipervariabili della proteina E2 (HVrR!, HVR2, e HVR3).
Utilizzando queste informazioni sono state progettate librerie peptidiche in grado di coprire gran
parte della variabilitГ amminoacidica di queste sequenze.
5) Per quanto riguarda la caratterizzazione di proteine di interesse biotecnologico sono state
determinate le strutture di alcuni enzimi appartenenti alla famiglia delle ossido-reduttasi e di
emoglobine isolate da organismi Antartici. Per quanto riguarda le ossidoriduttasi ГЁ stata completato
lo studio relativo alla tioredossina redattasi isolata da Sulfolobus solfataricus, che ha fornito una
base strutturale alla doppia funzione esibita dall'enzima ed ГЁ in fase di completamento la
caratterizzazione strutturale di due tioredossine substrati della proteina. Sono stati inoltre raggiunti
risultati significativi per le BCP che costituiscono un gruppo di enzimi antiossidanti appartenenti alla
famiglia delle Peroxiredoxins PRX. Queste proteine sono molto poco caratterizzate da un punto di
vista strutturale. Per questo motivo nel corso del 2008 abbiamo intrapreso una serie di studi
strutturali su questa famiglia. In particolare, ГЁ stata risolta la struttura di una BCP da S. Solfataricus
ed ГЁ stata fornita per la prima volta una descrizione dettagliata del ri-arrangiamento strutturale
necessario alle BCP per svolgere la funzione catalitica. Infine sono state determinate le strutture di
emoglobine isolate da pesci Antartici in differenti stati funzionali o di ossidazione. Questi studi hanno
fornito informazioni non solo sulle proprietГ specifiche di queste proteine ma hanno anche fornito
una nuova prospettiva sulle relazioni struttura-funzione dell'intera classe di emoglobine di vertebrati.
Infine, sono stati analizzati i determinanti strutturali responsabili per la stabilitГ strutturale della tripla
elica del collageno.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Le attivita' di ricerca saranno sviluppate in stretta collaborazione con
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AttivitГ editoria
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numerose istituzioni scientifiche nazionali ed internazionali. Spesso
nello sviluppo delle attivitГ di ricerca sono coinvolti partner industriali. Le principali sono:
Dipartimento di Chimica, Dipartimento delle Scienze Biologiche, e Dipartimento di Biochimica e
Biotecnologie Mediche, UniversitГ "Federico II" Napoli
Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Salerno
IBP - CNR- Napoli
ICB-CNR- Pozzuoli
Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo -CNR- Napoli
Laboratorio di Chimica Bioinorganica, UniversitГ di Firenze
Dipartimento di Medicina Sperimentale, UniversitГ "La Sapienza" Roma
Dipartimento di Biotecnologie, UniversitГ di Milano Bicocca
European Molecular Biology Laboratory, Amburgo, Germania
Weizmann Institute, Rehovot, Israele
Department of Chemistry, University of Cambridge
Department of Medicinal Chemistry, University of Washington, Seattle, USA
Department of Chemistry, North Dakota State University, USA
Institute of Medical Technology, University of Tampere, Finlandia
Partner industriali
Solvay
Sigma-tau
Hardis
PRIMM
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Risorse strumentali
Grandi apparecchiature (valore > 50,000 euro)
Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 600 Mhz
Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 400 MHz
Dicroismo circolare Jasco J815 con controllo di temperatura
Diffrattometro ad anodo rotante con rivelatore CCD
Diffrattometro ad anodo rotante con rivelatore imaging plate
Diffrattometro 4 cerchi Noius CAD4-Turbo
Cluster di processori PC operante in ambiente Linux
Sistema LC/MS
Robot per la cristallizzazione di proteine (Hamilton)
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Piccole-medie (valore < 50,000 euro)
Sintetizzatori e HPLC
Spettrofluorimetro
Numerose Workstation grafiche SGI (O2, Indigo2, Octane)
Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi di interesse
per la biochimica e la chimica sostenibile.
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
IMPROTA ROBERTO
Risultati conseguiti
Da un punto di vista generale sono stati fatti significativi passi in avanti per quanto riguarda la
messa a punto di modelli mutliscala per lo studio di sistemi di interesse biologico. Sono stati ottenuti
significativi risultati nello studio di sistemi di diverse dimensioni, dalle piccole molecole in fase
gassose, alle proteine di membrana, trattati con diversi approcci metodologici. Inoltre l'interazione
tra approcci sperimentali e computazionali/teorici e' stat particolarmente fruttuosa. In dettaglio:
1) Sono stati messi a punto protocolli per simulare mediante dinamica
molecolare (MD) sistemi biomolecolari complessi, composti di un numero variabile di
macromolecole biologiche, sia in soluzione acquosa, sia in matrici complesse, quali membrane
lipidiche di varia natura e composizione immerse in soluzione salina a forza ionica controllata
2) Sono stati messia punto ed applicati metodi di dinamica quantistica che hanno permesso il
calcolo di popolazioni di stati diabatici eccitonici e CT per dimeri e trimeri della metil-adenina con il
metodo MCTDH, e il
calcolo di popolazioni di stati diabatici eccitonici e CT a partire da un hamiltoniano modello costruito
a partire da HOMO e LUMO del monomero.
Tali calcoli sono stati effettuati con un metodo ibrido (QM per la parte elettronica e meccanica
classica per la parte vibrazionale).
3) E' stata studiata la conformazione di oligopeptidi e loro interazioni con membrane. Gli esperimenti
effettuati su GFG e AFA in soluzione acquosa di micelle di CsPFO, sia in fase isotropa che
anisotropa, hanno consentito di evidenziare interazioni specifiche fra amminoacidi e membrane.
Inoltre, gli studi a diversa temperatura hanno consentito di determinare i parametri
termodinamici che caratterizzano l'interazione.
4) E' stato completeta l'indagine teorica sulle proprieta` elettroniche dei complessi Cu(I) contenenti
due leganti fosfinici identici di cui sono diponibili dati sperimentali e lo studio su complessi con leganti
fenatrolinici sostituiti in modo asimmetrico
5) Sono stati sintetizzati una serie di oligopeptidi D,L-alternati utilizzando diverse combinazioni di
norleucina ( amminoacido di sintesi, catena laterale alchilica lineare) e leucina (amminoacido
naturale, catena laterale alchilica ramificata). Inoltre e' stat effettuata la sintesi e lo studi
conformazionale di peptidi oppioidi derivanti dalle proteine del siero.
6) E' stato riprodotto e interpretato lo spettro di emissione e di assorbimento di AT DNA,
determinando che gli stati elettronici a piu' bassa energia, responsabili della parte piu' lenta del
decadimento elettronico,
sono stati a trasferimento di carica in cui sono coinvolti due adenine sovrapposte nello stesso
filamento.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Universita' Federico II (Prof. Crescenzi, Dr. Rega)
CNRS Saclay (FR) Dr. Gustavsson, Dr. Markovitsi
Universita' di Tarragona (prof. Reguero)
Universita' V. Humboldt - Berlino (Prof. Ernsting)
Dr. G. Zandomeneghi, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
Prof. R. Schweitzer-Stenner, Department of Chemistry, Drexel University, Philadelphia,
Pennsylvania; USA.
Dr. G. Certini, Dipartimento di Scienza del Suolo e Nutrizione della Pianta, Universita' di Firenze.
Francesco Di Benedetto, Museo di Mineralogia UniversitГ di Firenze
Maurizion Romanelli, Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Firenze
Giordano Montegrossi, Istituto di Geoscienze e Georisorse CNR, Firenze
C.S.I.C.(SPAGNA), Istituto de Quimica Organica General (IQOG), Madrid, Spagna.
Universitat de Valencia,Spagna, Dipartimento di Chimica Fisica, Valenzia
Gabriele Fornaciai, ARPAT, Firenze.
Mauro CausГ , Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Napoli "Federico II".
Cristina Sgherri, Flavia Navari, Riccardo Izzo Dipartimento di Chimica e Biotecnologie Agrarie,
UniversitГ di Pisa.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
Oltre alle risorse strumentali presenti all'interno degli istituti a cui afferiscono is singoli moduli, sono
state utilizzate le risorse computazionali messe a disposizione del CASPUR nell'ambito della della
sua convenzione con il 7 Progetto del DPM
AttivitГ Moduli
sistemi innovativi per l' e-health
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi di RealtГ Virtuale Altamente Immersivi
Multimodal and Multidimensional content and Media
ICT
MAGLIULO MARIO
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi di RealtГ Virtuale Altamente Immersivi
Multimodal and Multidimensional content and Media
ICT
MAGLIULO MARIO
Risultati conseguiti
Di seguito si riportano i principali risultati di ricerca conseguiti.
1) Un'architettura prototipo per applicazioni di localizzazione
Tale architettura:
- identifica la presenza di un individuo taggato
- gestisce la presenza contemporanea di piГ№ taggati;
- individua il verso dell'attraversamento del varco monitorato;
- esegue l'inventario e quindi il conteggio di individui taggati
- identifica entrate e/o uscite di individui non taggati.
2) Modelli software per la gestione dell'architettura prototipale
- identificazione dei punti critici del progetto
- definizione di un subset di funzionalitГ per l'inizio della sperimentazione
3) Pubblicazioni scientifiche nell'anno 2008
- N.1 Atti di convegni internazionali
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Dipartimento assistenziale di Diagnostica per Immagini e Radioterapia AOU UniversitГ degli Studi di
Napoli Federico II
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Identity Management e sicurezza nel contesto dei programmi di ricerca internazionali
Commessa:
Sicurezza ed identity management. Valutazione degli aspetti tecnici, giuridici,
sociali ed etici di nuove tecnologie a supporto della “security” e della “safety”
con particolare riferimento al riconoscimento biometrico e all!uso di RFID
Sicurezza
ICT
SAVASTANO MARIO
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Risultati conseguiti
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Imaging Funzionale delle Patologie dell Apparato Cardiovascolare e Caratterizzazione
Prognostica della Cardiopatia Ischemica
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Imaging Funzionale delle Patologie dell Apparato Cardiovascolare e
Caratterizzazione Prognostica della Cardiopatia Ischemica
Malattie Cardiopolmonari
Medicina
CUOCOLO ALBERTO
Risultati conseguiti
Nel corso del 2008 sono state messe a punto e validate metodiche di imaging non invasivo per la
valutazione della perfusione miocardica, per la stima della riserva di flusso coronarico e per la
valutazione dell'anatomia coronarica in pazienti con cardiopatia ischemica sospetta o nota, in
pazienti con diabete mellito ed in pazienti sottoposti a precedenti procedure di rivascolarizzazione
coronarica (PCI e CABG). Nei pazienti pazienti sottoposti a precedenti procedure di
rivascolarizzazione coronarica, ГЁ stata anche valutata la prevalenza ed i predittori clinici
dell'ischemia miocardica silente, nonchГ© il ruolo dell'imaging radionuclidico per la stratificazione del
rischio cardiovascolare. Inoltre, allo scopo di comparare la caratterizzazione anatomica della
placca utilizzando la MDTC con la perfusione miocardica tramite la SPECT abbiamo sinora studiato
82 pazienti consecutivi con cardiopatia ischemica sospetta. Tutti i pazienti sinora arruolati sono stati
sottoposti sia ad angiografia coronarica con MDTC a 64-strati ed a SPECT miocardica stress/
riposo con sestamibi. La distribuzione e l'estensione delle placche alla MDTC sono state
classificate attraverso uno score che indica il coinvolgimento dei segmenti (somma dei segmenti
che presentano una qualsiasi placca) ed uno score che indica la stenosi per segmento (somma
dell'ostruzione del lume in tutti i segmenti coronarici). Inoltre, la localizzazione della placca con la
MDTC ГЁ stata valutata con uno score dei segmenti a rischio (l'estensione della placca "pesata" in
base alla sua localizzazione prossimale nel vaso) e l'indice di Duke modificato. Alla SPECT, ГЁ stato
utilizzato un programma automatico per calcolare le variabili che incorporano sia l'estensione che la
severitГ dei difetti di perfusione: la somma degli score allo stress (SSS), la somma degli score a
riposo (SRS) e la differenza tra i due score (SDS). La SPECT ГЁ stata considerata anormale in
presenza di un SSS>3.
La SPECT ГЁ risultata anormale in 28 (34%) pazienti e normale in 54 (66%) pazienti. Nei pazienti con
SPECT anormale, lo score che indica il coinvolgimento dei segmenti (3.5В±2.5 vs 2.41В±2.0), lo score
dei segmenti a rischio (10В±8 vs 5В±4) e l'indice di Duke modificato (1.9В±1 vs 1.2В±1) sono risultati
significativamente piГ№ alti (tutte le P<0.05) rispetto ai pazienti con SPECT normale. Al contrario, lo
score che indica la stenosi per segmento non ГЁ risultato significativamente differente nei pazienti
con SPECT anormale (5.5В±3.7) rispetto a quelli con SPECT normale (3.7В±3.0). All'analisi univariata,
lo score che indica il coinvolgimento dei segmenti, lo score dei segmenti a rischio e l'indice di Duke
modificato sono risulti significativi predittori della presenza di una SPECT anormale (P<0.05). Alla
MDTC, 60 (73%) dei pazienti non hanno evidenziato delle stenosi coronariche severe (stenosi
>70%). Di questi pazienti, 13 (22%) avevano una SPECT anormale e 47 (78%) una SPECT
normale. Dei 22 (27%) pazienti con stenosi coronarica severa alla MDTC, 15 (68%) presentavano
una SPECT anormale e 7 (32%) una SPECT normale. La presenza o l'assenza di una stenosi
coronarica severa con la MDTC ГЁ risultata significativamente correlata alla presenza o assenza dei
difetti di perfusione alla SPECT (P<0.001).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Il progetto e' svolto in stretta collaborazione con alcuni dipartimenti dell' UniversitГ degli Studi di
Napoli "Federico II": Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali, Dipartimento di Medicina
Interna, Scienze Cardiovascolari ed Immunologiche, e Dipartimento di Oncologia, Endocrinologia e
Chirurgia Generale.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Caratterizzazione Strutturale, Metabolica e recettoriale Integrata e Quantitativa delle
Malattie Degenerative e Neoplastiche del Sistema Nervoso Centrale
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Caratterizzazione Strutturale, Metabolica e recettoriale Integrata e
Quantitativa delle Malattie Degenerative e Neoplastiche del Sistema Nervoso
Centrale
Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche
Medicina
BRUNETTI ARTURO
Risultati conseguiti
Analisi strutturali dell'encefalo con RM elaborati con tecniche di segmentazione automatizzata per la
valutazione delle diverse componenti tessutali normali e patologiche
Per i progetti RM si segnala: ulteriore ampliamento dei protocolli di studio del danno tessutale nella
sclerosi multipla con tecniche di classificazione tessutale computer-assistita; caratterizzazione
morfologica e funzionale di alterazioni strutturali in soggetti schizofrenici.
Studi SPECT sul sistema dopaminergico nel parkinsonismo e nelle atassie
Pubblicazioni scientifiche principali
Galderisi, S., M. Quarantelli, U. Volpe, A. Mucci, G. B. Cassano, G. Invernizzi, A. Rossi, A. Vita, S.
Pini, P. Cassano, E. Daneluzzo, L. De Peri, P. Stratta, A. Brunetti and M. Maj (2008). "Patterns of
structural MRI abnormalities in deficit and nondeficit schizophrenia." Schizophr Bull 34(2): 393-401.
Pellecchia, M. T., P. Barone, C. Mollica, E. Salvatore, M. Ianniciello, K. Longo, A. Varrone, C.
Vicidomini, M. Picillo, G. De Michele, A. Filla, M. Salvatore and S. Pappata (2008). "Diffusionweighted imaging in multiple system atrophy: A comparison between clinical subtypes." Mov Disord.
Barbarulo, A. M., S. Pappata, G. Puoti, A. Prinster, D. Grossi, R. Cotrufo, M. Salvatore and L.
Trojano (2008). "Rehabilitation of gesture imitation: a case study with fMRI." Neurocase 14(4):
293-306.
Postiglione, A., G. Milan, S. Pappata, C. De Falco, F. Lamenza, V. Schiattarella, G. Gallotta, P.
Sorrentino and S. Striano (2008). "Fronto-temporal dementia presenting as Geschwind's
syndrome." Neurocase 14(3): 264-70.
De Rosa, A., C. Criscuolo, P. Mancini, M. De Martino, I. A. Giordano, S. Pappata, A. Filla and G. De
Michele (2008). "Genetic screening for LRRK2 gene G2019S mutation in Parkinson's disease
patients from Southern Italy." Parkinsonism Relat Disord.
Pappata, S., E. Salvatore and A. Postiglione (2008). "In vivo imaging of neurotransmission and brain
receptors in dementia." J Neuroimaging 18(2): 111-24.
Varrone, A., V. Sansone, M. T. Pellecchia, M. Amboni, E. Salvatore, G. De Michele, A. Filla, P.
Barone, S. Pappata and M. Salvatore (2008). "Comparison between a dual-head and a braindedicated SPECT system in the measurement of the loss of dopamine transporters with [123I]FPCIT." Eur J Nucl Med Mol Imaging 35(7): 1343-9.
.
Salvatore, E., A. Varrone, C. Criscuolo, P. Mancini, V. Sansone, C. Strisciuglio, D. Cicala, V.
Scarano, M. Salvatore, S. Pappata, G. De Michele and A. Filla (2008). "Nigrostriatal involvement in
ataxia with oculomotor apraxia type 1." J Neurol 255(1): 45-8.
Iaccarino, C., E. Tedeschi, A. Rapana, I. Massarelli, G. Belfiore, M. Quarantelli and A. Bellotti
(2008). "Is the distance between mammillary bodies predictive of a thickened third ventricle floor?"
J Neurosurg.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Dipartimenti Universitari di Scienze Neurologiche e di Neuroscienze nell'UniversitГ degli Studi di
Napoli Federico II; Cattedre di Neurologia e di Psichiatria nella Seconda universitГ di Napoli ;
INSERM, Orsay, France, Medicina Nucleare Karolisnka Hospital Stoccolma
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e Sviluppo di Approcci
Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e
Sviluppo di Approcci Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Oncologia: meccanismi e tecnologie applicate
Medicina
DEL VECCHIO SILVANA
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Imaging Molecolare in Oncologia, Sintesi di Molecole Radiomarcate e
Sviluppo di Approcci Diagnostici e Terapeutici Innovativi
Oncologia: meccanismi e tecnologie applicate
Medicina
DEL VECCHIO SILVANA
Risultati conseguiti
Risultati di rilievo sono stati conseguiti nell'ultimo anno di attivita' ed alcuni sono gia' stati pubblicati
su riviste internazionali a stretto controllo redazionale. In particolare le attivita' volte a identificare
tumori sensibili e resistenti a farmaci inibitori dell'attivita' tirosina-chinasica dell'EGFR hanno
dimostrato che tali inibitori inducono in cellule neoplastiche resistenti una interazione diretta tra
proteine anti-apoptotiche della famiglia Bcl-2 e recettore dell'inositolo trifosfato. Questa interazione e'
rilevabile in sistemi cellulari ed in modelli animali tumorali in quanto determina un incremento della
captazione di traccianti cationici lipofilici (Clin Canc Res 14:5209-5219, 2008). Allo scopo di
sviluppare metodologie di imaging in grado di valutare la risposta alla terapia anti-angiogenica
abbiamo marcato con 18F un peptide diretto contro l'integrina avb3 e lo abbiamo quindi saggiato in
modelli animali mediante microPET/CT. Abbiamo dimostrato che il peptide radiomarcato si localizza
selettivamente in tumori esprimenti avb3 ma non in quelli esprimenti avb5.L'eliminazione degli ultimi
5 aminoacidi C-terminali dalla sequenza del peptide aboliscono la sua capacita' a discriminare le
due integrine. Abbiamo inoltre allestito modelli animali per lo studio della proliferazione mediante 18Fluorotimidina e microPET/CT e pertanto siamo attualmente in grado di saggiare in vivo l'attivita'
anti-proliferativa di farmaci antiblastici tradizionali ed a bersaglio molecolare. Utilizzando imaging
multimodale in pazienti con mieloma multiplo, abbiamo inoltre dimostrato che FDG-PET e MR hanno
una sensibilita' e una specificita' equivalente nell'evidenziare la malattia focale a livello del
rachide.Tuttavia la FDG-PET e' in grado di evidenziare sedi aggiuntive di malattia focale a livello
dello scheletro appendicolare anche se e' meno sensibile nell'evidenziare malattia diffusa
soprattutto a livello del rachide (J Nucl Med 49:195-200,2008)
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
Il nostro laboratorio fa parte di una rete di eccellenza europea "EMIL", European Molecular Imaging
Laboratories, che e' finanziata dalla CE ed include circa 50 laboratori di Imaging Molecolare.
Nell'ambito di questa rete Europea vengono organizzati incontri annuali di scambio scientifico tra
tutti i laboratori partecipanti che sono localizzati in vari paesi Europei. Quest'anno il meeting annuale
si e'tenuto a Leuven . Il nostro gruppo coordina l'attivita' svolta nell'ambito della tematica "Imaging
molecolare di apoptosi in oncologia" a cui afferiscono il Dipartimento di Biochimica dell'Universita' di
Cambridge, il DKFZ di Heidelberg e lo IEOS del CNR di Napoli. Altre collaborazioni sono in atto con
le
Divisioni di Ematologia, Oncologia ed Endocrinologia della Facolta' di Medicina della Universita'
Federico II di Napoli.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
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Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toraco-addominale e
Sviluppo di Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Commessa:
Imaging Morfo-funzionale Integrato delle Patologie del Distretto Toracoaddominale e Sviluppo di Sistemi Integrati di Gestione e Trasmissione di Dati
Innovazione-integrazione tecnologica in medicina
Medicina
SALVATORE MARCO
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Risultati conseguiti
Prodotti della ricerca (2008)
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Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo, Controlli di
QualitГ e Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Messa a punto di Metodiche Diagnostiche innovative di Imaging Quantitativo,
Controlli di QualitГ e Sicurezza, Ottimizzazione di Piani di Trattamento
Innovazione-integrazione tecnologica in medicina
Medicina
ALFANO BRUNO
Risultati conseguiti
Sono stati pubblicati ulteriori risultati sullo studio di follow up a due anni del progetto RM-itinerante,
che hanno dimostrato che la perdita di sostanza grigia, a differenza della sostanza bianca, e' un
fenomeno precoce nella Sclerosi Multipla e mostra chiara progressione giГ nelle fasi inziali di
malattia.
Sono stati pubblicati i primi risultati dei lavori di integrazione RM / US nell'imaging del SNC fetale.
Sono stati pubblicati i risultati di uno studio di confronto tra FDG-PET, MRI e Scintigrafia con MIBI in
pazienti con Mieloma Multiplo, che hanno messo a confronto per la prima volta queste metodiche,
evidenziandone pro e contro.
Sono stati pubblicati ulteriori risultati ottenuti nello studio della schizofrenia, mediante l'applicazione
delle tecniche delle tecniche di segmentazione ed analisi di imaging strutturale sviluppate nell'ambito
di questa commessa.
PVELab, il software di correzione del volume parziale sviluppato nell'ambito del progetto PVEOut,
co-finanziato dalla UE e coordinato dall'IBB, la distribuzione ed aggiornamento del quale sono curati
nell'ambito di questa commessa, ha superato i 200 download da parte di centri di ricerca
internazionali (prevalentemente in nordamerica e Canada, Europa, Giappopne e Cina), ed e' stato
citato ad oggi in piu' di 40 publicazioni indexate su prestigiose riviste internazionali.
E' in fase di ri-sottomissione la versione riveduta del lavoro di descrizione e validazione del
fantoccio RM virtuale.
Prodotti della ricerca (2008)
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Convegno
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Principali collaborazioni
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Abstrac
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Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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Sistemi sintetici riconoscibili da target biologici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Targeting e delivery molecolare
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
D'ANDREA LUCA DOMENICO
Risultati conseguiti
Nel 2008 i principali risultati conseguiti sono:
a) Progettazione e sintesi di analoghi peptidici del peptide QK;
a1)Espressione e refolding del dominio 2 del recettore VEGFR1;
b) Il peptide QK ГЁ capace di accelerare la rimarginazione dell'ulcera gastrica mediante un
meccanismo eNOS dipendente se somministrato in roditori sia per via intraperitoneale sia orale.
Inoltre, studi di stabilitГ termodinamica hanno evidenziato una inusuale stabilitГ strutturale della
conformazione elicoidale;
c) Clonaggio di diversi construtti di proteine TPR-inteina;
d) Sintesi e caratterizzazione biochimica di peptide che riproducono le varianti Zavalla e Zaragozza
della proteina ApoA1
e) Ottimizzate di procedure sintetiche relative all'ottenimento di nucleoamminoacidi e di
nucleopeptidi chirali. Studi di binding con DNA e RNA
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artic
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ISI
Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
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AttivitГ editoria
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23
0
Principali collaborazioni
Le collaborazioni in corso nell'ambito delle seguenti attivitГ sono sia con partners industriali sia
pubblici. In particolare sono da segnalere le collaborazione con l'istituto per l'endocrinologia e
l'oncologia "Gaetano Salvatore" (IEOS)-CNR, il Dipartimento Di Biologia e Patologia Cellulare E
Molecolare 'L.Califano', il Dipartimento delle Scienze Biologiche UniversitГ degli Studi di Napoli
"Federico II", il Dipartimento di Scienze Chimiche-UniversitГ di Catania, il Dipartimento di Scienze
Farmaceutiche - Università di Salerno, il Dipartimento delle Oncologie Sperimentali – Istituto
Nazionale per la Cura e lo Studio dei Tumori "Fondazione G.Pascale", il Dipartimento di Biochimica
e Biologia Molecolare UniversitГ di Ferrara, L'UniversitГ dell'Aquila e il CIRPEB UniversitГ degli Studi
di Napoli "Federico II". Inflammation Research Network, University of Calgary, Canada;
Department of Molecular Biophysics & Biochemistry, Yale University, USA; Department of Chemical
Physics, Weizmann Institute of Science, Israel.
Inoltre vi sono collaborazioni in atto con soggetti industriali quali Sigma Tau, Tecnogen, PharmaBio,
RottaPharm, BioNucleon.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
4
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
4
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
4
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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Totale
6
Progettazione e sintesi di nuovi composti bioattivi e loro veicolazione sito specifica.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Targeting e delivery molecolare
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
LA MENDOLA DIEGO
Risultati conseguiti
La carnosina legata al trealosio ГЁ in grado di resistere all'azione dell'enzima carnosinasi, anche se
in maniera meno efficace degli analoghi derivati con la ciclodestrina. Questo ГЁ dovuto al maggiore
ingombro sterico della beta-CD rispetto ad TH. Comunque il trealosio secondo quanto riportato in
letteratura ГЁ in gradi di passare la barriera emato-encefalica, facendo dunque ipotizzare un utilizzo
di questi derivati nella cura delle patologie neurodegenerative. Anche i derivati della carnosina con il
trealosio risultano essere sistemi multifunzionali con attivitГ antiossidante, chelante nei confronti
dello ione rameico e SOD-like dei rispettivi complessi metallici, e potenzialmente efficaci in vivo
visto la loro abilitГ a resistere al processo di degradazione enzimatica.
In maniera analoga a quanto fatto per il peptide PHSRN, anche i derivati tra la beta-CDetilendiammina ed il PHSRN sono stati depositati su superfici idrofobiche ed idrofiliche di
polisilossano. Lo studio delle cinetiche di adsorbimento ГЁ stato effettuato tramite QCM-D e AFM. I
dati ottenuti indicano che l' adsorbimento ГЁ risultato superiore rispetto a quello osservato per il
peptide libero. Quindi tali glicoconiugati risultano essere dei composti promettenti anche nel campo
dei biomateriali.
Gli studi i sui frammenti peptidici della HRPG hanno evidenziato che tale peptidi hanno una forte
affinitГ per gli ioni metallici. Ogni unitГ GHHPHG ГЁ in grado di legare un singolo ione metallico.
Tali peptidi risultano avere attivitГ di proliferazione cellulare nei confronti di colture cellulari
microvascolari, in particolare il bis-repat (GHHPHG)2 mostra attivitГ maggiore rispetto ai monomeri.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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oli
ISI
Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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2
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valorizzazi
one
applicativa
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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1
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Principali collaborazioni
Sono attualmente in corso collaborazioni con diversi gruppi di ricerca del dipartimento di
farmacologia e biologia dell'UniversitГ di Catania. Vi ГЁ una collaborazione con la Seconda Universita
di Napoli in relazione allo studio NMR di alcuni frammenti peptidici. Inoltre vi ГЁ una collaborazione
con il gruppo di Biochimica e Biofisica del Prof. Orjan Hansson del Dipartimento di Chimica
dell'UniversitГ di Goteborg, inerente l'uso di banda S nella spettroscopia di risonanza elettronica.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
1
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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visitatore
di ricerca
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Totale
3
Sviluppo di sistemi molecolari per il delivery di farmaci e diagnostici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Targeting e delivery molecolare
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
ZACCARO LAURA
Risultati conseguiti
Piccole sequenze peptide sono state progettate e sintetizzate partendo dal dominio di legame al
mitocondrio della proteina AKAP121. Sono stati effettuati esperimenti su cellule muscolari lisce
utilizzando i peptidi opportunamente funzionalizzati con fluoresceina e sequenze di controllo. I
risultati ottenuti hanno evidenziato la capacitГ di tali peptidi di influenzare la localizzazione di AKAP
121 sul mitocondrio e, di conseguenza, influenzare selettivamente l'attivitГ fisiologica dei mitocondri
mediata da AKAP121.
Nell'ambito della linea di ricerca relativa all'sviluppo di antagonisti selettivi dell'integrina avb3, ulteriori
studi di imaging effettuati utilizzando il peptide RGDechi sono stati effettuati. Le immagini ottenute
mediante microPET/CT, hanno confermato che il peptide suddetto ГЁ un ottimo canditato per
l'imaging in vivo di tumori overesprimenti l'integrina avb3.
Per quanto riguarda il delivery mediato da aggregati supramolecolari sono stati preparati nuovi
monomeri contenenti nella stessa molecola il peptide bioattivo CCK8 o il frammento 7-14 della
bombesina e l'agente chelante, sia per la coordinazione di metalli radioattivi che dello ione Gadolinio
per l'impiego quali diagnostici nella medicina nucleare e nell'MRI, rispettivamente. Questi aggregati
di forma ellissoidale oltre ad avere capacitГ autoassemblanti, espongono il peptide al fine di
consentire l'interazione con il recettore target. Sono stati pertanto ottenuti micelle e liposomi con
l'aggiunta anche di tensioattivi commerciali. Le prove biologiche condotte sia in vitro che in vivo
hanno mostrato per gli aggregati uno specifico riconoscimento da parte del recettore
sovraespresso da cellule tumorali soprattutto per le molecole bioattive con una corta catena
etossilica. Accumulandosi specificamente, gli aggregati supramolecolari sintetizzati rappresentano
quindi un potenziale mezzo di contrasto. L'uso di aggregati inoltre ГЁ stato esteso al delivery, oltre
che di diagnostici, anche di farmaci per la terapia oncologica
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
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Risultati di
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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0
Principali collaborazioni
Le attivitГ da svolgere sono in collaborazione con differenti partners sia industriali, sia pubblici In
particolare sono da segnalare le collaborazioni con l'istituto per l'endocrinologia e l'oncologia
"Gaetano Salvatore" (IEOS)-CNR; il Dipartimento Di Biologia e Patologia Cellulare E Molecolare
'L.Califano'; il Dipartimento delle Scienze Biologiche UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II"; il
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche - UniversitГ di Salerno; il Dipartimento delle Oncologie
Sperimentali e medicina nucleare – Istituto Nazionale per la Cura e lo Studio dei Tumori
"Fondazione G.Pascale", il Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali – Università degli
Studi di Napoli "Federico II"; il Dipartimento di Biochimica e Biol Mol UniversitГ di Ferrara e il
CIRPEB UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II";Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ "Federico II" di Napoli e dell'UniversitГ di Torino; Center for Chemistry and Chemical Engineering
dell'Università di Lund (Svezia) e il Laboratoire Léon Brillouin – LLB - EA-CNRS, CEA Saclay.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
4
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
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di ricerca
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Totale
4
Studio degli effetti di ioni metallici e membrane sulle proprietГ conformazionali di sistemi
amiloidogenici.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Basi molecolari della fibrillogenesi di proteine e peptidi amiloidi:studi per la
diagnosi e la terapia
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PAPPALARDO GIUSEPPE
Risultati conseguiti
Gli studi sistematici, potenziometrici e spettroscopici, condotti sui complessi del rame e dello zinco
formati con peptidi omologhi alla sequenza N-terminale del peptide beta amiloide hanno fornito un
quadro dettagliato per quanto riguarda l'affinitГ e/o stabilitГ , stechiometria e struttura delle specie
complesse sia a metallo singolo che miste. I dati indicano che a valori di pH fisiologici il peptide beta
amiloide puo legare simultaneamente sia ioni rame che ioni zinco in siti di legame differenti. Queste
evidenze sperimentali hanno una potenziale rilevanza biologica in quanto suggeriscono che
variazioni nelle concentrazioni di questi ioni metallici a livello cerebrale, possono favorire la
formazione di specie complesse del beta amiloide differenti in termini di numero e natura degli ioni
metallici legati al beta amiloide. Gli studi di degradazione enzimatica, condotti sui leganti peptidici
anche in presenza di ioni metallici come rame e zinco, hanno confermato l'esistenza di siti
preferenziali differenti per la coordinazione del rame o dello zinco all'interno della sequenza 1-16 del
beta amiloide.
Gli studi comparativi (strutturali e di attivitГ biologica) condotti sui frammenti peptidici omologhi alle
sequenze 17-29 dell'amilina umana o di topo, hanno fornito informazioni utili sui meccanismi
molecolari coinvolti nel processo di aggregazione delle catene polipeptidiche. tali dati consentiranno
la validazione di un modello molecolare per la razionalizzazione degli effetti citotossici osservati
sperimentalmente.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
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32
4
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
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Abstrac
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AttivitГ editoria
li
17
0
Principali collaborazioni
I risultati conseguiti sono il frutto di collaborazioni con gruppi di ricerca nazionali ed internazionali
che hanno contribuito grazie alle loro competenze
In particolare gli studi potenziomentrici sono stati condotti in collaborazione con il gruppo del Prof. I.
Sovago dell'UniversitГ di Debrecen. I risultati relativi alla misurazione di attivitГ biologica (citotossica
e/o citoprotettiva, antiossidante ed antifibrillogenica) dei composti sintetizzati sono stati ottenuti in
collaborazione con i farmacologi, biochimici e chimici afferenti all'UniversitГ di Catania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
8
11
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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di ricerca
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Totale
8
Modelli molecolari per lo studio di malattie conformazionali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Basi molecolari della fibrillogenesi di proteine e peptidi amiloidi:studi per la
diagnosi e la terapia
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RUVO MENOTTI
Risultati conseguiti
I risultati sono costituiti prevalentemente da nuove conoscenze sui sistemi studiati, quindi
pubblicazioni, nuove tecniche di sintesi di molecole miste peptidiche-molecole organiche e nuove
molecole originali utilizzabili anche in altri studi di screening random in altri progetti.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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6
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Catania, CNR ITB di Padova, INBB Udine, NMR Imaging di Torino, CIRCMSB di Bari e
l'UniversitГ di Catania. Sono inoltre attive delle collaborazioni con l'Istituto Mario Negri di Milano, con
l'UniversitГ di Roma Tor Vergata e con l'UniversitГ Federico II di Napoli.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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di ricerca
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Totale
3
Sviluppo di repertori molecolari per l'identificazione di antagonisti di interazioni proteinaproteina e proteina-ligando
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PEDONE EMILIA MARIA
Risultati conseguiti
Per il progetto Cripto, sono stati ottenuti i risultati delle prove su cellule e della prima prova in vivo
con i peptidi anti-Cripto. I peptidi hanno proprietГ di modulazione del differenziamento di staminali e
proprietГ anti-tumorali in topi trapiantati. Sono stati definiti i profili proteomici di linee cellulari knockout di Cripto e determinata la struttura in soluzione del dominio CFC umano. Per il progetto
Gadd45b-MKK7, sono state ottenute nuove molecole con attivitГ antagonistica di 0.2 nM che hanno
ottime attivitГ biologiche anche in sistemi cellulari, esibendo una capacitГ molto selettiva di inibire
l'interazione e di non avere proprietГ di inibizione enzimatica di MKK7. Le molecole hanno anche
ottime proprietГ di stabilitГ in mezzi biologici. Per il progetto HCV sono stati caratterizzati in vitro
anticorpi monoclonali contro la regione HVR1 ottenendo KD per l'antigene nel basso nM. Uno dei
monoclonali ha ottime proprietГ neutralizzanti dell'infezione del virus in sistemi modello cellulari.
Sono stati progettati e preparati nuovi antigeni ciclici per preparare monoclonali contro epitomi
conformazionali. Le proteine dell'envelope E1 ed E2 sono state ottenute in batteri, benchГ© la
proteina E2 sia stata preparata sotto forma di 3 frammenti contigui perchГ© nella forma completa si ГЁ
dimostrata tossica per i batteri. Le proteine sono state digerite con pepsina per ottenere frammenti
da sottoporre a saggi di riconoscimento di anticorpi iperimmuni, forniti dalla KEDRION.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Istituto per l Endocrinologia e l' Oncologia (IEOS) del CNR di Napoli, Istituto di Genetica e Biofisica
(IGB) del CNR di Napoli, Dipartimento di Biologia e Patologia Cellulare e Molecolare, SocietГ Tecnogen SCpA, SocietГ Sigma-Tau, UniversitГ di Chicago, Imperial College di Londra, UniversitГ di Ginevra, KEDRION, Biogem.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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Totale
7
Nuove molecole ad azione farmacologica per il trattamento del diabete di tipo II
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
MONTI SIMONA MARIA
Risultati conseguiti
Utilizzando le proteine ricombinanti ГЁ stata innanzitutto ristretta la porzione di PLD1 che riconosce
PED ai residui 712-820 circa. Successivamente utilizzando peptidi sintetici la regione di legame su
PLD1 ГЁ stata ristretta ai residui 771-782. Peptidi corrispondenti alle regioni 761-782, 771-792 e
781-801 e 761-792 hanno ottime proprietГ di inibizione dell'interazione (IC50 70 nM) PLD1-PED ed
ottime proprietГ di riconoscimento di PED (circa 100 nM). Altre molecole antagoniste sono state
ottenute da screening di librerie peptidiche (IC50 circa 100 microM). I saggi condotti con le proteine
ricombinanti di PLD1 hanno evidenziato la validitГ del meccanismo descritto ed il ripristino del
trasporto del glucosio quando si somministra le proteine (D4alpha, PLD1 712-819, D4beta, PLD1
810-924) che si legano a PED. Il frammento ricombinante PLD1 712-819, D4alpha, ha una elevata
affinitГ per PED simile a quella esibita dall'intero dominio D4. E' stata determinata la struttura della
proteina PED in soluzione confermando la struttura giГ riportata in letteratura
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
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valorizzazi
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Istituto Istituo di Endocrinologia ed Oncologia Sperimentale del CNR, Napoli, TECNOGEN SCpA di
Piana di Monte Verna (Caserta), Sigma-Tau di Pomezia.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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visitatore
di ricerca
1
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Totale
4
Sviluppo di reagenti diagnostici e terapeutici in modelli murini di malattie
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
DI LAURO ROBERTO
Risultati conseguiti
Nel primo anno della ricerca si sono ottenuti i seguenti risultati:
A)Generazione di ceppi murini nei quali ГЁ possibile induzione di oncogeni in maniera tessuto ristretta
e condizionale. In particolare sono stati prodotti due differenti ceppi:
ROSA26-RAS/Myc ( gli oncogeni sono stati inseriti nel locus genomico di ROSA26)
EF- RAS/MyC( gli oncogeni sono stati inseriti nel locus genomico di EF)
B)Liste di geni espressi nella tiroide embrionale allo stadio E10 e nella tiroide adulta.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
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Risultati di
valorizzazi
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applicativa
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Denominazione DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA E PATOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE
DELL'UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
Descrizione
Studio di cellule trasformate
Denominazione BIOGEM S.C.R.L.
Descrizione
Generazione di modelli murini di malattie umane e preparazione di anticorpi e proteine ricombinanti
Denominazione TECNOGEN SPA
Descrizione
Sviluppo di piattorme tecnologiche per l'analisi di farmaci anti-tumorali
Denominazione HARDIS S.P.A.
Descrizione
Produzione di topi umanizzati
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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di ricerca
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Totale
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Determinazine della struttura tridimensionale di biomolecole complesse con tecniche
spettroscopiche e cristallografiche
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Analisi delle proprietГ strutturali e modeling predittivo di molecole complesse
di interesse biomedico o biotecnologico
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
DE SIMONE GIUSEPPINA
Risultati conseguiti
Nel corso del 2008 sono stati ottenuti risultati significativi per ciascuno degli obiettivi di questo
modulo della commessa. Nell'ambito della caratterizzazione strutturale di target per antibiotici sono
stati ottenuti risultati significati sull'analisi strutturale delle interazioni del ribosoma con inibitori.
Risultati molto positivi, sono stati ottenuti nella caratterizzazione di proteine di agenti patogeni
(Mycobacterium tubercolosis e Helicobacter pylori),. In questo settore sono state determinate le
strutture tridimensionali di due importanti proteine: il Resuscitation Promoting Factor (RPF) da M.
tubercolosis e la superossido dismutasi da H. pylori. Sempre in questa tematica ГЁ stata determinata
la struttura di una proteina altamente glicosilata della classe delle Ribosome Inactivating Proteins
(RIP-PDL1). Inoltre sono in fasa avanzata la determinazione della struttura del fattore di scambio
EF-1beta e la caratterizzazione di mutanti della proteina EF-1alfa, che sono coinvolte nel processo
di biosintesi proteica. Per quanto riguarda la linea di ricerca relativa alla caratterizzazione di proteine
coinvolte in patologie del sistema nervoso ГЁ stato cristallizzato il dominio di oligomerizzazione della
proteina REN-KCTD11 e stato inoltre costruito un modello tridimensionale del complesso che la
proteina forma con interattori. Nel corso del 2008 gli studi sulla famiglia delle anidrasi carboniche
sono stati focalizzati principalmente sull?isoforma IX, un'enzima multi-dominio che ha un ruolo
fondamentale nello sviluppo e nella progressione dei tumori ipossici. In particolare ГЁ
stata effettuata una caratterizzazione biochimica completa dell'enzima che ha permesso di
determinare il suo stato di oligomerizzazione e le sue modifiche post-traduzionali.
Parallelamente una serie di studi di modellistica molecolare su complessi CA IX-inibitore hanno
fornito le basi per la progettazione di molecole altamente selettive per
quest'enzima. Studi sulla risoluzione della struttura del dominio catalitico sono
attualmente in corso.
Infine, per quanto riguarda la caratterizzazione di proteine di interesse biotecnologico sono state
determinate le strutture di alcuni enzimi appartenenti alla famiglia delle ossido-reduttasi e di
emoglobine isolate da organismi Antartici. Per quanto riguarda le ossidoriduttasi ГЁ stata completato
lo studio relativo alla tioredossina redattasi isolata da Sulfolobus solfataricus, che ha fornito una
base strutturale alla doppia funzione esibita dall'enzima ed ГЁ in fase di completamento la
caratterizzazione strutturale di due tioredossine substrati della proteina. Sono stati inoltre rggiunti
risultati significativi per le BCP che costituiscono un gruppo di enzimi antiossidanti appartenenti alla
famiglia delle Peroxiredoxins PRX. Queste proteine sono molto poco caratterizzate da un punto di
vista strutturale. Per questo motivo nel corso del 2008 abbiamo intrapreso una serie di studi
strutturali su questa famiglia. In particolare, ГЁ stata risolta la struttura di una BCP da S. Solfataricus
ed ГЁ stata fornita per la prima volta una descrizione dettagliata del ri-arrangiamento strutturale
necessario alle BCP per svolgere la funzione catalitica. Infine sono state determinate le strutture di
emoglobine isolate da pesci Antartici in differenti stati funzionali o di ossidazione. Questi studi hanno
fornito informazioni non solo sulle proprietГ specifiche di queste proteine ma hanno anche fornito
una nuova prospettiva sulle relazioni struttura-funzione dell'intera classe di emoglobine di vertebrati.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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Principali collaborazioni
Le attivita' di ricerca sono state sviluppate in stretta collaborazione con
numerose istituzioni scientifiche nazionali ed internazionali. Spesso
nello sviluppo delle attivitГ di ricerca sono coinvolti partner industriali. Le principali sono:
Dipartimento di Chimica, Dipartimento delle Scienze Biologiche, e Dipartimento di Biochimica e
Biotecnologie Mediche, UniversitГ "Federico II" Napoli
Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Salerno
IBP - CNR- Napoli
ICB-CNR- Pozzuoli
Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo -CNR- Napoli
Laboratorio di Chimica Bioinorganica, UniversitГ di Firenze
Dipartimento di Medicina Sperimentale, UniversitГ "La Sapienza" Roma
Dipartimento di Biotecnologie, UniversitГ di Milano Bicocca
European Molecular Biology Laboratory, Amburgo, Germania
Weizmann Institute, Rehovot, Israele
Department of Chemistry, University of Cambridge
Department of Medicinal Chemistry, University of Washington, Seattle, USA
Department of Chemistry, North Dakota State University, USA
Institute of Medical Technology, University of Tampere, Finlandia
Partner industriali
Solvay
Sigma-tau
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Caratterizzazione strutturale di biomolecole di interesse terapeutico mediante metodologie
computazionali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Analisi delle proprietГ strutturali e modeling predittivo di molecole complesse
di interesse biomedico o biotecnologico
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
BERISIO RITA
Risultati conseguiti
Nel corso del 2008 sono stati ottenuti i seguenti risultati
Obiettivo 1.
Definizione dei meccanismi molecolari che portano alla formazione di "pili" in batteri patogeni. In
particolare, gli studi condotti in questo anno hanno permesso di evidenziare analogie e differenze
nel meccanismo di formazione di estensioni fibrillari tra diversi agenti patogeni. In questo contesto.
ГЁ stato anche derivato un modello strutturale per le fibrille formate dalla subuninta Caf1 di Y. pestis
Obiettivo 2.
a) Sviluppo di nuove molecole in grado di inibire l'azione del fattore oncogenico TrkAIII coinvolto
nello svilluppo del nuroblastoma.
b) Sviluppo di molecole con attivitГ NGF-like in grado di prevenire neuropatie in modelli animali. In
particolare, ГЁ stata avviata la progettazione di molecole mimetiche di neurotrofine la cui azione sarГ analizzata in modelli animale di malattie
c) Formulazione di modelli strutturale delle fibre associate a malattie neurodegenerativere. In
questo ambito, sono stati caratterizzati nuovi modelli strutturali per le fibre amiloidi e sono stati
studiati possibili intermediti citotossici nel processo di formazione di fibre.
Obiettivo 3.
Progettazione di epitopi da proteine del virus dell'epatite C. In particolare, ГЁ stata presa in
consideraione le regioni ipervariabili della proteina E2 (HVrR!, HVR2, e HVR3).
Infine, sono stati analizzati alcuni determinanti strutturali resposnabili per la stabilitГ strutturale della
tripla elica del collageno.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Le attivita' di ricerca saranno sviluppate in stretta collaborazione con
numerose istituzioni scientifiche nazionali ed internazionali. Spesso
nello sviluppo delle attivitГ di ricerca sono coinvolti partner industriali. Le principali sono:
Dipartimento di Chimica, Dipartimento delle Scienze Biologiche, e Dipartimento di Biochimica e
Biotecnologie Mediche, UniversitГ "Federico II" Napoli
Dipartimento di Medicina Sperimentale, UniversitГ dell'Aquila
Dipartimento di Medicina Sperimentale, UniversitГ "La Sapienza" Roma
Dipartimento di Biotecnologie, UniversitГ di Milano Bicocca
European Molecular Biology Laboratory, Amburgo, Germania
Partner industriali
PRIMM
Hardis
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Le proprietГ magnetiche di radicali di interesse biologico ed ambientale: un approccio
multiscala
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi
di interesse per la biochimica e la chimica sostenibile.
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
ESPOSITO LUCIANA
Risultati conseguiti
i) Abbiamo verificato che i funzionali M05-2X e CAM-B3lYP sembrano in grado di descrivere in
maniera accurata le proprieta' dello stato elettronico fondamentale e di quelli eccitati (inclusi quelli a
trasferimento di carica, TC) di macromolecole in cui siano presenti interazioni pi stacking.
ii) Abbiamo verificato che il metodo SS-PCM, da noi sviluppati, e' in grado di riprodurre in maniera
accurata l'effetto del solvente sulle proprieta' degli stati eccitati, anche in sistemi di grandi
dimensioni.
iii) Abbiamo riprodotto interpretato lo spettro di emissione e di assorbimento di AT DNA,
determinando che gli stati elettronici a piu' bassa energia, responsabili della parte piu' lenta del
decadimento elettrronico, sono stati a trasferimento di carica in cui sono coinvolti due adenine
sovrapposte nello stesso filamento.
iv) Abbiamo studiato, mediante REMD, piccoli aggregati di b-sheets, che includono un'interfaccia
"steric zipper", costituiti dal peptide GNNQQNY della proteina prionica di lievito. L'analisi della
superficie di energia libera di tali aggregati ha indicato l'alta tendenza del peptide a formare
associazioni parallele ed antiparallele chiarendo i diversi fattori che influenzano la formazione delle
fibrille amiloidi. Tecniche di dinamica molecolare calssica sono state anche utilizzate per studiare
l'associazione "steric zipper" di peptidi amiloidogenici piu' apolari ed idrofobici, per confrontare la
natura e l'effetto delle diverse interfaccie (polari/aromatiche e apolari/idrofobiche) nella formazione
del motivo base ("steric zipper") delle fibrille amiloidi.
v) Abbiamo analizzato la distribuzione di struttura secondaria nella banca dati del Protein Data Bank
per comprendere le relazioni tra contenuto di SS e vari fattori, come il tipo di folding, le dimensioni
della proteina, lo stato oligomerico, l'idrofobicitГ media . Mediante queste analisi abbiamo identificato
un certo numero di proteine che presentano un basso contenuto di SS. Abbiamo scelto come primo
prototipo di questa classe di proteine il modulo "cholin-binding" contenuto nelle proteine "cholinebinding proteins" (CBPs), un gruppo di proteine della superficie codificate dallo Streptococcus
pneumoniae. Simulazioni MD sono in corso sul sistema acido teicoico fosforilcolina esterasi, un
membro delle proteine CBP. Un analogo studio del comportamento dinamico sarГ esteso ad altre
proteine con basso SSC.
vi) I calcoli quanto-meccanici condotti su peptidi modello sono stati in grado di riprodurre gli
andamenti sperimentali della deviazione dalla planarita' (qc and Dw) del gruppo peptidico emersa
dai dati sperimentali. I nostri risultati sottolineano l'importanza della descrizione del solvente per
modellare accuratamente le dipendenze conformazionali di parametri geometrici dei peptidi. Gli
andamenti conformazionali evidenziati sottolineano l'importanza delle interazioni iperconiugative
nella descrizione delle deviazioni del legame peptidico dai valori "ideali", aprendo la strada ad una
rivisitazione dei parametri dei campi di forza di meccanica molecolare ed anche dei "vincoli
geometrici" utilizzati negli affinamenti cristallografici.
vii) Modelli molecolari di alcuni mutanti patologici della PAH umana sono stati costruiti ed analizzati
per spiegare le variazioni strutturali introdotte da singole mutazioni puntiformi e valutarne la
correlazione con la gravita' della patologia.
Prodotti della ricerca (2008)
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IPCF-CNR (Dr. Lami, Dr. Santoro, Prof. Barone)
Universita' Federico II (Prof. Crescenzi, Dr. Rega)
CNRS Saclay (FR) Dr. Gustavsson, Dr. Markovitsi
Universita' di Tarragona (prof. Reguero)
Universita' V. Humboldt - Berlino (Prof. Ernsting)
Universita' di Cambridge (Dr. De Simone)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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AttivitГ RSTL
Progettazione e sintesi di molecole da utilizzarsi nello sviluppo di nuove terapie
antiobesitГ Responsabile:
DE SIMONE GIUSEPPINA
Risultati conseguiti
Studi recenti hanno mostrato che l'isoforma VA della famiglia delle anidrasi carboniche umane (CA
VA) ha un ruolo chiave nel processo di lipogenesi. L'inibizione selettiva di questa enzima potrebbe,
quindi, rappresentare un approccio per il trattamento dell'obesitГ , alternativo alle terapie attualmente
esistenti. In tale contesto, obiettivo di questa RSTL ГЁ la determinazione della struttura
tridimensionale della CA VA, con tecniche di diffrazione di raggi X o di modellistica molecolare, al
fine di utilizzare i dati strutturali per la progettazione razionale di inibitori selettivi di quest'enzima. Nel
corso del 2007 risultati significativi in questo contesto sono stati ottenuti. In particolare, l'enzima ГЁ
stato clonato, espresso e purificato ottenendo quantitГ sufficienti per avviare un'indagine
cristallografica. Pertanto, preliminari esperimenti di cristallizzazione sono stati avviati. In parallelo ГЁ
stato svolto uno studio di modellistica molecolare sugli addotti formati dalla CA VA e alcune molecole
clinicamente usate come antiepilettici, che avevano mostrato come effetto collaterale una notevole
azione antiobesitГ . Questo studio, che si ГЁ tradotto in due pubblicazioni su riviste internazionali, ha
permesso di chiarire le basi molecolari dell'interazione tra questi farmaci e l'enzima in esame,
permettendo l'identificazione dei determinanti strutturali necessari per la progettazione di molecole
con alta affinitГ e selettivitГ verso l'enzima.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Le attivita' di ricerca sono state sviluppate in stretta collaborazione con il Dott. Claudiu Supuran del
Laboratorio di Chimica Bioinorganica dell'UniversitГ degli Studi di Firenze e con la Solvay
Pharmaceuticals di Hannover in Germania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Principali risorse strumentali utilizzate
Risorse strumentali
Grandi apparecchiature (valore > 50,000 euro)
Diffrattometro ad anodo rotante con rivelatore CCD
Cluster di processori PC operante in ambiente Linux
Sistema LC/MS
Cristallizzatore automatico di proteine
Piccole-medie (valore < 50,000 euro)
Camere fredde per cristallizzazioni
Numerose Workstation grafiche SGI (O2, Indigo2, Octane)
Messa a punto di metodologie e tecniche di imaging sperimentale
Responsabile:
MANCINI MARCELLO
Risultati conseguiti
Ultrasound Biomicroscopy study
- Da Aprile 2005 a Giugno 2007, sono stati studiati 10 topolini normali, 8 con iperplasia tiroidea e 22
topi transgenici esprimenti la TRK-T1 fusion protein .
E' stato creato un atlante di riferimento della regione tiroidea del topo.
Gli studi ecografici hanno incluso valutazioni dimensionali su sezioni tomografiche e analisi 3D.
-Messa a punto di metodologia ecografica per lo studio delle lesioni aterosclerotiche nell'aorta di
topi. Sono state eseguite ecografie dell'aorta in vivo e post-mortem per un protocollo che prevede
l'utilizzo dei vettori HD-Ad PEGhilati per la terapia genica del'aterosclerosi. E' stata studiata l'aorta
per lo studio dello spessore parietale e delle caratteristiche ecografiche della parte . Studio
effettuato su 4 animali, in vivo e post-mortem.
- Studio della crescita tumorale con l'utilizzo di cellule di carcinoma mammario umano MDA-231
LUC. Una volta iniettate le cellule tumorali abbiamo monitorato in vivo la crescita tumorale, la
formazione delle metastasi e la localizzazione delle metastasi ed effettuato una alutazione
bidiimensionale etridimensionale dell'accrescimento volumetrico delle masse tumorali. 19 topi
inoculati in vena caudale. 11 topi inoculati sotto la ghiandola inguinale destra. N. esami ecografici
154. 9 topi inoculati sotto la ghiandola mammaria inguinale destra e follow-up ecografico della durata
di 20 settimane. Sono stati eseguiti 180 esami ecografici 180.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali UniversitГ degli Studi di Napoli Federico II
CEINGE scarl Napoli
Dipartimento di Biochimica e Biotecnologie mediche UniversitГ degli Studi di Napoli.
Istituto di Endocrinologia ed Oncologia Sperimentale CNR. Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Ecografo ad alta risoluzione VEVO 770
Apparecchiatura per anestesia inalatoria
Quantificazione dei recettori D2 della dopamina mediante tomografia ad emissione di
fotone singoloed [123I]IBZM
Responsabile:
VARRONE ANDREA
Risultati conseguiti
I risultati conseguiti sono relativi allo studio preliminare della cinetica dell'IBZM con acquisizioni
sequenziali SPECT .
La 123I-iodobenzamide (IBZM) ГЁ un radiocomposto utilizzato per lo studio della densitГ dei recettori
D2 della dopamina nello striato mediante tomografia ad emissione di fotone singolo (SPECT). PuГІ
essere utilizzato per la diagnosi differenziale tra malattia di Parkinson, in cui non ГЁ presente perdita
di recettori D2 almeno nelle fasi iniziali di malattia, e parkinsonismi atipici (MSA e PSP), caratterizzati
generalmente dalla riduzione dei recettori D2 nello striato. In virtГ№ della sua moderata affinitГ per i
recettori D2 ( nM) e la sua vulnerabilitГ alle modificazioni della concentrazione dell'agonista
endogeno (dopamina) l'IBZM ГЁ stato anche utilizzato in studi farmacologici della neurotrasmissione
dopaminergica in pazienti schizofrenici. I metodi dinamici di studio non si prestano ad un impiego
clinico; ma i metodi semplificati di analisi finora proposti non sono stati validati.L'obiettivo di questo
progetto ГЁ di misurare la densitГ dei recettori D2 della dopamina con IBZM SPECT in soggetti
normali e confrontare metodi non invasivi basati sull'impiego di analisi cinetica (reference tissue
model, simplified reference tissue model, linear o nonlinear graphical analysis) giГ validati per altri
traccianti dei recettori D2 (raclopride ed IBF) con il metodo della singola acquisizione a 2 ore.
Sono stati acquisiti 3 studi SPECT coregistrati con esami RM eseguiti a 1.5 Tesla:
Il protocollo di esame ha previsto l'acquisizione di 10 frames (5 nella prima ora e 5 fino a 3,5 ore) ;
l'analisi della concentrazione del tracciante ГЁ eseguita sullo striato (caudato e putamen) e su aree di
"background" occipitale e frontale. Le immagini sono state ricostruite con retroproiezione filtrata
(filtro Butterworth, cut-offO.5 cicli/pixel, ordine IO) e corrette per l'attenuazione utilizzando il metodo
di Chang (Вµ = 0.06 cmВ·I). Le immagini SPECT sono state coregistrate mediante l'impiego della
funzione "realign" o "coregistcr" disponibile nel software Statistical Parametric Mapping (SPM2,y) e
normalizzate nello spazio MNI (Montreal Neurological Institute), utilizzando la funzione
"normalization" in SPM2 ed un template IBZM generato localmente. ROis poligonali sono state
disegnate sul caudato, putamen e corteccia occipitale di ciascun emisfero cerebrale. Per la
quantificazione della densitГ dei recettori D2, le curve attivitГ -tempo ottenute dall' analisi con ROis
sono state utilizzate per il calcolo di V3' con metodi diversi (. Simplified reference tissue model
(SRTM); Analisi grafica lineare (Logan plot) Metodo semplificato utilizzando una singola
acquisizione a due ore calcolando il rapporto striato occipitale.
E' in corso di valutazione anche lo studio di diversi sistemi correzione per lo scatter.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali dell'UniversitГ degli Studi di Napoli Federico II
Dipartimento di Scienze Neurologiche dell'UniversitГ degli Studi di Napoli Federico II
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Principali risorse strumentali utilizzate
Ruolo dell'anisotropia nelle interazioni membrana-peptide coinvolte nei meccanismi del
misfolding
Responsabile:
MILARDI DANILO
Risultati conseguiti
Gli studi fin qui condotti sui peptidi derivati dalla parte non-strutturata del prione hanno permesso di
dimostrare che in presenza della membrana modello (bilayer lipidico) il derivato umano modifica la
propria conformazione da random-coil a strutture beta-turn. Tale transizione conformazionale
avviene nell'arco di 24-48 ore e non viene attivata da un ambiente micellare, mettendo così in
evidenza come le micelle non siano un sistema efficiente per mimare la membrana. La presenza di
ioni rame ГЁ stata vista essere in grado di interferire con l'interazione del N-terminale del prione
umano con la membrana inducendo una segregazione di fase nella matrice idrocarburica della
membrana lipidica e limitando l'inserzione del frammento nel core idrofobico. L'inserzione del
frammento con la membrana ГЁ stata anche monitorata mediante misure di fluorescenza che hanno
confermato le cinetiche osservate dalle misure DSC. Inoltre le misure di fluorescenza hanno
dimostrato che l'interazione membrana/peptide ГЁ attribuibile ai triptofani presenti nella sequenza.
Analoghe misure condotte sul frammento aviario hanno dimostrato che esso non ГЁ in grado di
interagire con le membrane modello. Calcoli di Dinamica Molecolare eseguiti mediante le risorse
computazionali messe a disposizione dal CASPUR sul frammento 17-29 dell'amilina umana hanno
permesso di evidenziare una struttura degli aggregati di tipo beta-sheets con un orientamento delle
catene polipeptidiche miste parallele/antiparallele.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
L'attivitГ di ricerca prevede l'esecuzione di opportuni saggi biologici su colture cellulari modello, al
fine di correlare: i) la propensione a formare fibrille dei peptidi nei diversi ambienti acquoso e liquidocristallino, ii) il danneggiamento della membrana modello indotto.
Tali esperimenti saranno eseguiti in collaborazione con il gruppo del Prof. Riccardo Vigneri
dell'UniversitГ di Catania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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Principali risorse strumentali utilizzate
L'attivitГ di ricerca si avvale anche di strumentazioni messe a disposizione da parte del
Dipartimento di Scienze Chimiche dell'UniversitГ di Catania. In particolare vengono utilizzati
spettrofluorimetri, calorimetri DSC, Spettrometri NMR, incubatori per colture cellulari, microscopi a
fluorescenza e confocale, AFM.
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Brevetti
1
Verdoliva, Antonio; Rossi, Maria; Manfredi, Vincenzo; Ruvo, Menotti; Colombo, Maurizio Synthetic ligands for immunoglobulins and pharmaceutical compositions containing them
Articoli ISI
1
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Dudar G.K., D'Andrea L.D., Di Stasi R., Pedone C. and John L. Wallace - A Vascular Endothelial
Growth Factor Mimetic Accelerates Gastric Ulcer Healing in an iNOS-Dependent Manner AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-GASTROINTESTINAL AND LIVER PHYSIOLOGY,
Vol. 295, Pagg. G374-G381
Imbriaco M; Camera L; Manciuria A; Salvatore M - A case of multiple intra-abdominal splenosis
with computed tomography and magnetic resonance imaging correlative findings - WORLD
JOURNAL OF GASTROENTEROLOGY, Vol. 14, Pagg. 1453-1455
Colangelo AM, Bianco MR, Vitagliano L, Cavaliere C, Cirillo G, De Gioia L, Diana D, Colombo D,
Redaelli C, Zaccaro L, Morelli G, Papa M, Sarmientos P, Alberghina L, Martegani E., - A new
Nerve Growth Factor (NGF)-mimetic peptide active on neuropathic pain in rats. - JOURNAL OF
NEUROSCIENCE, Vol. 28, Pagg. 2698-2709
Pensato S., D!Andrea L.D., Pedone C., Romanelli - A new synthetic route to g-mercaptomethyl
PNA monomers - SYNTHETIC COMMUNICATIONS, Vol. 15, Pagg. 2499-2506
A. Vergara, A. Merlino, E. Pizzo, G. D!Alessio, L. Mazzarella - A novel method for detection of
Se-Met inclusion into protein crystals via Raman microscopy - ACTA CRYSTALLOGRAPHICA
SECTION D-BIOLOGICAL CRYSTALLOGRAPHY, Vol. D64, Pagg. 167-171
Atlante A., G. Amadoro, A. Bobba, L. De Bari, V. Corsetti, G. Pappalardo, E. Marra, P. Calissano,
S. Passarella, - A peptide containing residues 26-44 of tau protein impairs mithocondrial
oxodative phosphorylation acting at the level of the adenine nucleotide translocator, BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA, Vol. 1777, Pagg. 1289-1300
Santoro, F.; Barone, V.; Improta, R. - Absorption spectrum of A-T DNA unraveled by quantum
mechanical calculations in solution on the (dA)2"(dT)2 tetramer. - CHEMPHYSCHEM, Vol. 9,
Pagg. 2531-2537
Rossi, Maria; Ruvo, Menotti; Marasco, Daniela; Colombo, Maurizio; Cassani, Giovanni;
Verdoliva, Antonio. - Anti-allergic properties of a new all-D synthetic immunoglobulin-binding
peptide. - MOLECULAR IMMUNOLOGY, Vol. 45, Pagg. 226-234
9
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11
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14
15
16
17
18
19
20
21
22
De Simone G, Di Fiore A, Supuran CT. - Are carbonic anhydrase inhibitors suitable for obtaining
antiobesity drugs? - CURRENT PHARMACEUTICAL DESIGN, Vol. 14, Pagg. 655-660
Gustavsson, T.; Banyasz, A.; Sarkar, N.; Markovitsi, D.; Improta,R. - Assessing solvent effects
on the singlet excited state lifetime of uracil derivatives: A femtosecond fluorescence
upconversion study in alcohols and D2O. - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 350, Pagg. 186-192
Petretta M; Soricelli A; Storto G; Cuocolo A - Assessment of coronary flow reserve using single
photon emission computed tomography with technetium 99m-labeled tracers - JOURNAL OF
NUCLEAR CARDIOLOGY, Vol. 15, Pagg. 456-465
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D' AGATA R. , G. GRASSO, SPOTO G - Real-time binding kinetics monitored with surface
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Hilkka Lankinen (Ed.) Proceedings of the 30th European Peptide Symposium Helsinki, Finland
Hall, Vol. , Pagg. 626-627
Libri
1
2
3
4
LICCIARDELLO M. , R. D'AGATA, G. GRASSO, S. SIMONE, SPOTO G. - Atmospheric
Pressure Laser Desorption Mass Spectrometry based methods for the study of traditional
painting materials - . Laser in Conservation of Artworks., CRC Press,, Leiden
A.Vergara, G. di Prisco, C. Verde, L. Mazzarella - Bis-Histidyl adducts in tetrameric hemoglobins
- Protein Reviews, Springer,
G. N.Roviello, D. Musumeci, E. M. Bucci, M. Castiglione, C. Pedone, E. Benedetti, R. Sapio, M.
Valente - Further studies on nucleopeptides with DABA-based backbone - Chemical Engineering
Transaction, ,
Ruggiero A., De Simone A., Mesopryan I. Vitagliano L. Berisio. R - Understanding the Structural
Bases of Collagen Triple Helix Stability - Biopolymer Research Trends, ,
Principali risorse strumentali dell!Istituto
Diffrattometro ad anodo rotante con area detector per proteine, Diffrattometro ad anodo rotante con
CCD per proteine, Diffrattometro 4 cerchi Nonius CAD4-Turbo per sistemi a basso peso
molecolare, Citofluorimetro Sistema BIACORE, Microscopio confocale, Microscopio invertito a
fluorescenze motorizzata, Camera per colture cellulari, Strumentazione routinaria per analisi
biochimiche, cellulari e molecolari, Sintetizzatore automatico di peptidi Milligen 9050, Sintetizzatore
automatico di peptidi Pioneer-Applied Biosystem., Sintetizzatore automatico di peptidi a microonde
"Liberty" Cromatografo HPLC HP1050, Sintetizzatore di peptidi Applied Biosystem ABI 433,
Sintetizzatore di peptidi SYRO I Multisynthec, Sintetizzatore organico SOPHAS Zynsser,
Sintetizzatore di peptidi Advanced Chemtech 348 Omega, Sintetizzatore di DNA e PNA,
Cromatografo HPLC Agilent 1200, Cromatografo HPLC preparativo Varian Prepstar D81, 2 Sistemi
HPLC analitico Hewlett Packard 1100, Sistema HPLC analitico Shimadzu LCA10, 2 Sistemi HPLC
preparativi Shimadzu LC8A, Sistema HPLC preparativo HP, Sistema HPLC analitico WATERS
ALLIANCE, 4 Sistemi FPLC GE, Elettroforesi capillare Waters Quanta 4000, Sistema LC/ESI-MS
Thermo-Finnigan LCQ-DECA-XP-MAX, Sistema LC/MS completo con spettrometro a quadupoli
MSQ, Spettrometro ESI-MS Finnigan LCQ, Spettrometro ESR Bruker, Spettropolarimetro Jasco
J-810 equipaggiato di sistema controllo temperatura, Spettropolarimetro Jasco J-600, Spettrometro
di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 400 MHz, Spettrometro NMR 500 MHz Varian-INOVA,
Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare Varian 600 MHz con crioprobe, Spettrofluorimetro,
Micro Calorimetro Differenziale a Scansione SETARM DSC III, Nano Calorimetro ITC-III
Calorimetry Science corporation, Spettrofotometro Cary 500 Scan UV-NIR, Dicroismo circolare
Jasco J715 con controllo di temperatura, Spettrometro FT-SPR, Stazione integrata Hamilton per
l'esecuzione di saggi HTS, Stazione integrata Hamilton per l'archiviazione e dissoluzione di
campioni, Stazione integrata Hamilton per l'esecuzione di prove multiple di cristallizzazione, Stazioni
grafiche SGI per il rational design di farmaci e farmacofori, Sistema di calcolo parallelo SGI
Challenge, Cluster di PC a 16 CPU per calcolo intensivo; Network informatico comprendente
workstations e servers (compreso un sistema PACS) per la gestione e l'elaborazione delle
immagini diagnostiche, e connesso alle diagnostiche radiologiche e medico-nucleari nella
disponibilitГ dell'Istituto, quali PET/CT, SPET, CT volumetrica (4 e 64 strati), RM (1.5T e 3T), Echocolor-doppler; Laboratorio di oncologia sperimentale.
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
L'Istituto di Biostrutture e Bioimmagini (IBB) che ha sede presso la FacoltГ di Medicina e Chirurgia
dell'UniversitГ Federico II di Napoli, ha due UOS, una a Napoli ed una a Catania; entrambe presso
le UniversitГ . L'IBB afferisce al Dipartimento di Progettazione Molecolare in cui ha metГ delle
Commesse, mentre l'altro 50% ГЁ presso il Dipartimento di Medicina. L'IBB ha anche un modulo del
dipartimento ICT.
L'IBB ha progettato per il CNR il Centro Regionale di Competenza (CRdC) in Diagnostica e
Farmaceutica Molecolare, finanziato dalla Regione Campania. In particolare, l'IBB coordina le
attivitГ dei soggetti attuatori del CRdC, per costituire una struttura integrata per il trasferimento alle
imprese dei risultati ottenuti nel campo della ricerca con applicazioni diagnostiche o farmaceutiche.
Varie realtГ industriali, attratte dalla presenza in uno stesso organismo quale il CRdC, di
competenze multidisciplinari stanno manifestando l'interesse ad di impiantare realtГ produttive nella
Regione Campania.
Inoltre, sempre nell'ambito dello sviluppo di attivitГ per l'integrazione del sistema nazionale della
ricerca con le esigenze dell'industria, l'IBB partecipa a 4 Laboratori pubblico-privati, con
finanziamento complessivo del MIUR di circa 6 milioni di Euro.
L'IBB partecipa come unitГ operativa di due network europei di eccellenza, finanziati nell'ambito del
6В° Programma Quadro: EMIL per l'imaging molecolare per l'oncologia e DIMI per il neuroimaging
molecolare.
Elementi di autovalutazione
Per la valutazione delle attivitГ svolte nelle Commesse nel 2008, va premesso che sono stati
pubblicati oltre centoquaranta articoli JCR.
Tra i risultati di rilievo delle commesse afferenti al Dipartimento di Medicina sono da sottolineare i
seguenti:
Nell'ambito della ricerca sul tema della commessa sul Cardiovascolare la presenza o l'assenza di
una stenosi coronarica severa con la MDTC ГЁ risultata significativamente correlata alla presenza o
assenza dei difetti di perfusione alla SPECT (P<0.001). Al contrario, lo score che indica la stenosi
per segmento non ГЁ risultato significativamente differente nei pazienti con SPECT anormale
(5.5В±3.7) rispetto a quelli con SPECT normale (3.7В±3.0).
In ambito oncologico le attivita' volte a identificare tumori sensibili e resistenti a farmaci inibitori
dell'attivita' tirosina-chinasica dell'EGFR hanno dimostrato che tali inibitori inducono in cellule
neoplastiche resistenti una interazione diretta tra proteine anti-apoptotiche della famiglia Bcl-2 e
recettore dell'inositolo trifosfato. Questa interazione e' rilevabile in sistemi cellulari ed in modelli
animali tumorali in quanto determina un incremento della captazione di traccianti cationici lipofilici
(Clin Canc Res 14:5209-5219, 2008). E' stato dimostrato che il peptide radiomarcato si localizza
selettivamente in tumori esprimenti avb3 ma non in quelli esprimenti avb5. Utilizzando imaging
multimodale in pazienti con mieloma multiplo, abbiamo inoltre dimostrato che FDG-PET e MR hanno
una sensibilita' e una specificita' equivalente nell'evidenziare la malattia focale a livello del
rachide.Tuttavia la FDG-PET e' in grado di evidenziare sedi aggiuntive di malattia focale a livello
dello scheletro appendicolare anche se e' meno sensibile nell'evidenziare malattia diffusa
soprattutto a livello del rachide (J Nucl Med 49:195-200,2008).
Nell'ambito dell'Imaging Morfo-funzionale Integrato, l'uso della sequenza "chemical-shift" in RM
dedicata alla caratterizzazione dei tumori surrenalici ГЁ stato dimostrato che puГІ evitare l'impiego ed
il consumo di mezzo di contrasto paramagnetico nel corso dell'esecuzione dell'esame.
4. La RM con l'analisi quantitativa del segnale in immagini T2-pesate consente la caratterizzazione
del tessuto miocardio in pazienti con malattia di Anderson-Fabry.
Nell'ambito delle commesse sulla tecnologia dell'imaging e sulla sua applicazione al Sistema
Nervoso Centrale, sono stati pubblicati ulteriori risultati sullo studio di follow up a due anni del
progetto RM-itinerante, che hanno dimostrato che la perdita di sostanza grigia, a differenza della
sostanza bianca, e' un fenomeno precoce nella Sclerosi Multipla e mostra chiara progressione giГ nelle fasi inziali di malattia.
Sono stati pubblicati i primi risultati dei lavori di integrazione RM / US nell'imaging del SNC fetale.
Sono state a messe a punto le tecniche di imaging rilassometrico cerebrale di piccolo animale su
scanner clinico a 3 Tesla, con bobina dedicata phased array, per lo studio di modelli pre-clinici di
SLA, nell'ambito di un progetto co-finanziato dal Ministero della SanitГ in collaborazione con i
Dipartimenti di Farmacologia e Neurologia dell'UniversitГ "Federico II" e l'IRCCS SDN di Napoli.
Sono stati pubblicati ulteriori risultati ottenuti nello studio della schizofrenia, mediante l'applicazione
delle tecniche di segmentazione ed analisi di imaging strutturale sviluppate all'IBB nell'ambito di
questa commessa.
PVELab, il software di correzione del volume parziale sviluppato nell'ambito del progetto PVEOut,
co-finanziato dalla UE e coordinato dall'IBB, la distribuzione ed aggiornamento del quale sono curati
nell'ambito di questa commessa, ha superato i 200 download da parte di centri di ricerca
internazionali (prevalentemente in nordamerica e Canada, Europa, Giappopne e Cina), ed e' stato
citato ad oggi in piu' di 40 publicazioni indexate su prestigiose riviste internazionali.
E' stato completata la modifica del software di segmentazione multiparametrica di RM cerebrali
includendo tra l'altro la coregistrazione intra- ed inter-serie, ed e' in corso la verifica dell'incremento
di accuratezza ottenuto.
E' in fase di ri-sottomissione la versione riveduta del lavoro di descrizione e validazione del
fantoccio RM virtuale.
Tra i risultati di rilievo delle commesse afferenti al Dipartimento di Progettazione Molecolare sono da
sottolineare i seguenti:
"Targeting molecolare" In questa commessa le attivitГ hanno portato sia a numerose pubblicazioni
su riviste internazionali,. Sono da segnalare i risultati significativi ottenuti nell'ambito dell'angiogenesi,
concretizzati nello sviluppo di due classi di molecole in grado la prima di interferire positivamente, la
seconda negativamente nel processo angiogenetico, Per quanto riguarda il delivery mediato da
aggregati supramolecolari sono stati preparati nuovi monomeri per l'impiego quali diagnostici nella
medicina nucleare e nell'MRI, rispettivamente.L'uso di aggregati inoltre ГЁ stato esteso al delivery,
oltre che di diagnostici, anche di farmaci per la terapia oncologica
"Analisi delle proprietГ strutturali e modelling predittivo di molecole complesse di interesse
biomedico o biotecnologico" Le attivitГ svolte per questa commessa hanno portato a numerose
pubblicazioni su riviste internazionali ed alla caratterizzazione di nuovi possibili target per lo sviluppo
di nuove molecole di interesse terapeutico. In particolare, sono state caratterizzate proteine di
agenti patogeni (Mycobacterium tubercolosis e Helicobacter pylori). Inoltre sono state studiate
nuove isoforme dell'enzima anidrasi carbonica ed ГЁ stato cristallizzato il dominio di
oligomerizzazione della proteina REN-KCTD11. Infine state determinate le strutture di alcuni enzimi
appartenenti alla famiglia delle ossido-reduttasi e di emoglobine isolate da organismi Antartici.
"Sviluppo di Repertori Molecolari per Applicazioni in Diagnostica e Farmaceutica" In questa
commessa le attivitГ hanno portato a numerose pubblicazioni su riviste internazionali e allo sviluppo
di tecnologie per High Throughput screening automatico con sistemi robotici. In particolare sono
stati messi a punto saggi automatici per lo screening di antagonisti proteina-proteina (sistemi PEDPLD1; Cripto-Alk4; Gadd45b-MKK7), e sono stati realizzati repertori molecolari di natura peptidica
ed organica. Sono state preparate librerie di epitopi di E2 di HCV per saggiare Ab iperimmuni. Per
PED-PLD1 sono state identificate molecole con attivitГ di ripristino del trasporto del glucosio in
cellule L6. Per Gadd45b-MKK7 sono state selezionate piccole molecole con IC50 di circa 3 nM che
sono state modificate per migliorare la stabilitГ e la biodisponibilitГ ..
"Basi molecolari nelle patologie correlate al disordine conformazionale proteico" In questa
commessa le attivitГ hanno portato alla pubblicazione di numerosi lavori su riviste internazionali In
particolare ГЁ stata studiata l'interazione di frammenti peptidici rispettivamente omologhi alle
sequenze ottaripetitive o esaripetitive del prione umano e aviario con membrane artificiali. Studi
comparativi di dynamic light scattering eseguiti sui frammenti 17-29 dell'amilina umana e di ratto
hanno fornito dati in relazione alle dimensioni e forma degli aggregati. Le attivitГ programmate hanno
permesso inoltre la progettazione e sintesi di sistemi peptidici per lo studio delle cinetiche di
aggregazione del beta amiloide in differenti condizioni microambientali intese come presenza di ioni
metallici, sistemi membranosi, vari pH, stress ossidativo
"Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi di interesse per la
biochimica e la chimica sostenibile". In questa commessa le attivitГ hanno portato a significativi
passi in avanti per quanto riguarda la messa a punto di modelli multiscala per lo studio di sistemi di
interesse biologico. Sono stati ottenuti significativi risultati nello studio di sistemi di diverse
dimensioni, dalle piccole molecole in fase gassose, alle proteine di membrana, trattati con diversi
approcci metodologici.
Proposta di interventi organizzativi
Considerando che a metГ 2008 ГЁ avvenuto il cambio di direzione, ГЁ prematuro proporre interventi
significativi.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
340
2.891
1.303
1.404
Totale
1.642
4.296
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
1.974
3.617
57
3.137
7.432
118
Istituto di chimica biomolecolare
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dr. AGATA GAMBACORTA
Via Campi Flegrei, 34 - 80078 Pozzuoli (NA)
sede di Sassari, sede di Catania, Sede di Padova, Sede di Roma
www.icmib.na.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
Consolidare le competenze disciplinari nell'ambito della caratterizzazione, sintesi e funzionalitГ di molecole
bioattive. Incrementare attivitГ di ricerca in aree trasversali comprese tra la chimica di base ed i sistemi biologici.
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
•
•
•
•
•
Studi delle proprietГ biochimiche di biomolecole naturali da macro- e microorganismi
Studi molecolari e valorizzazione di risorse per il settore biomedico
Sintesi di piccole molecole per patologie inabilitanti
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di rilevanza sociale
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi e glicopeptidi naturali e sintetici implicati nelle
patologie umane
Peptidi attivi su membrane per lo sviluppo di farmaci e diagnostici
Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani
Bioprospecting – ricerca di prodotti e processi biologici di interesse funzionale
Moduli
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Caratterizzazione di complessi metallici formati da proteine coinvolte in patologie correlate al
disordine conformazionale proteico.
Sintesi steroselettiva di collezioni di piccole molecole organiche naturali e naturali-analoghe mirate
a sottotipi recettoriali delle integrine
Microorganismi: estrazione, purificazione e studi delle proprietГ biochimiche di molecole con
potenziale applicazione nelle biotecnologie industriali
Studi di vegetali: caratterizzazione, attivitГ biologica ed applicazioni
Definizione di metaboloma di piante a scopo applicativo
Sintesi di molecole multifunzionalizzate ad attivitГ antitumorale.
Design e studio di molecole capaci di espletare riconoscimento molecolare per applicazioni
biomediche
Sintesi di nuovi farmaci per malattie da stress ossidativi
Sintesi di nuovi farmaci per malattie neurodegenerative
Inibitori di proteasi per la terapia di patologie specifiche
Design, Sintesi e Valutazione Biologica di Nuovi Potenziali Inibitori Peptidomimetici di Caspasi 1
Sintesi, caratterizzazione e studio di composti chirali e chirali non racemi di interesse biologico
mediante molecole ad alta simmetria
Applicazioni catalitiche e metabolomiche per la diversitГ molecolare di composti biologicamente
attivi
Sintesi di molecole multifunzionali a rigidita' conformazionale modulabile per il trattamento delle
malattie neurodegenerative
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi naturali e sintetici implicati nelle patologie umane
Peptidi antimicrobici e antivirali
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
mediante molecole ad alta simmetria
Applicazioni catalitiche e metabolomiche per la diversitГ molecolare di composti biologicamente
attivi
Sintesi di molecole multifunzionali a rigidita' conformazionale modulabile per il trattamento delle
malattie neurodegenerative
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi naturali e sintetici implicati nelle patologie umane
Peptidi antimicrobici e antivirali
Peptidi internalizzanti
Studi di sistemi proteici e glicomarcatori per la diagnostica molecolare nella tumorigenesi
Caratterizzazione genetico-molecolare della tumorigenesi
Studio biologico cellulare di molecole bioattive nei tumori
Esplorazione della diversitГ chimica in organismi marini in funzione del drug discovery
Chimica bio-organica di molecole naturali e lipidi bioattivi
Catalizzatori ad alta selettivitГ in reazioni di idroformilazione ed idrogenazione
Basi molecolari della produzione con finalitГ energetiche di idrogeno da fonti biologiche
Caratterizzazione ed utilizzo di enzimi idrolitici
Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ICB_019
Caratterizzazione strutturale e metodiche sintetiche di librerie focalizzate
Progettazione e sintesi di nuovi agenti pro-apoptotici SMAC/DIABLO mimetici a basso peso
molecolare
Modelli multiscala per sistemi di interesse biologico
Studio integrato computazionale e spettroscopico di oligopeptidi
RSTL
•
•
•
•
Design e sintesi di derivati nucleotidici come nuovi agenti in processi di riconoscimento biochimico
Intermedi e regolazione del pathway nonmevalonico in microrganismi
Chimica del Mare: tematica di frontiera da sviluppare nel joint laboratory ICB, Napoli SIMM,
Shanghai
Analoghi Peptidici e pseudopeptidici della Carnosina come scavengers di aldeidi alfa, betainsature
in campo farmaceutico ed agroalimentare .
AttivitГ Commesse
Studi delle proprietГ biochimiche di biomolecole naturali da macro- e microorganismi
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
GAMBACORTA AGATA
Risultati conseguiti
Per quanto riguarda lo studio degli estremofili sono stati isolati nuove specie alofile. La tremenda
diversitГ di microrganismi alofili trovati in natura ГЁ ancora lontana dall'essere del tutto sfruttata,
nuove numerose applicazioni potranno essere sviluppate in futuro.
Nell'ambito di tali studi sono stati effettuati nell'agosto del 2007 diversi campionamenti del lago salato
Fuente de Piedra nel sud della Spagna.L'analisi microscopica dei campioni prelevati mostravano la
presenza di diverse specie microbiche unicellulari. Per isolare i vari microrganismi presenti nei
campioni ГЁ stato usato un terreno di primo arricchimento con composizione e forza ionica circa
simili alle caratteristiche chimico-fisiche dei siti di campionamento. Con il metodo delle diluizioni
successive e di passaggi in piastra fino ad ottenere colonie omogenee sono stati ottenuti i vari
isolati. Si sono determinate tre specie nuove due apparteneti al Dominio Archaea ed una al domino
Bacteria. Quest'ultimo denominato Halobacillus alkaliphilus sp. nov. ГЁ un gram positivo strettamente
aerobico, coccoide, che vive in alto sale ma anche a pH 9.0 cioГЁ due parametri estremi per la sua
sopravvivenza caratteristiche che candidano questo microorganismo ad essere un interessante
produttore di estremozimi. La caratterizzazione chimica delle biomolecole ha dato come risultato
due lavori. Il primo, in collaborazione con la Federico II, riguarda la determinazione strutturale del
"core region" del liposaccaride isolato da Halomonas pantelleriensis. L'unitГ ripetitiva dell' Oantigene ГЁ tetrasaccaridica ГЁ contiene un elevato numero di monosaccaridi acidi. E' stato messo a
punto un metodo semplice per l'estrazione di poliidrossibutirato da Halomonas campaniensis sena
procedure preliminari. E' stata purificata e caratterizzata una nuova proteasi termostabile da
Bacillus thermantarcticus. L'enzima purificato all'omogeneitГ , presenta caratteristiche chimicofisiche interessanti per applicazioni industriali. Sono in corso studi sul destino del piombo da batterie
su tre sitemi biologici: un batterio termofilo, un cianobatterio, un crostaceo Artemia salina. Questo
lavoro nasce da una collaborazione con il COBAT ( Consorzio Obbligatorio Batterie Esauste) che
garantisce il monitoraggio, la raccolta ed invio a riciclo su tutto il territorio nazionale delle batterie,
"un rifiuto pericoloso". La superficie e la parte interna delle spugne marine presentano un microhabitat unico nel suo genere, ed in esso sono stati osservati numerosi microrganismi. Questo
habitat ГЁ piГ№ ricco di nutrienti rispetto all'acqua marina e dal sedimento, perciГІ esso rappresenta
una nicchia ecologica per l'isolamento di numerosi microrganismi. Recentemente, ГЁ stato
dimostrato che alcuni composti biologicamente attivi isolati da invertebrati marini, sono originati dai
microrganismi loro simbionti, come ad esempio lo swinholide, l'acido okadaico, i clorocarolidi.
La trasformazione industriale del pomodoro e lo smaltimento degli scarti rivestono un ruolo
fondamentale per l'economia italiana e per la Regione Campania. Dopo la caratterizzazione
chimico-fisica dei polisaccaridi ottenuti dagli scarti di lavorazione del pomodoro e della granadilla,
sono state sperimentate ed ottimizzate le potenzialitГ biotecnologiche di tali biopolimeri al fine di
realizzare biomateriali da utilizzare in differenti settori quali ad esempio in agricoltura (solarizzazione
e pacciamatura). Gli studi in collaborazione con Dipartimento di Farmacologia Sperimentale
dell'UniversitГ Federico II, hanno dimostrato che una delle frazioni polisaccaridiche ottenuta da
scarti di pomodoro, PS (1), ГЁ in grado di inibire l'attivazione di NF-KB e l'espressione del gene di
iNOS prevenendo la formazione di ROS in macrofagi J774 stimolati con LPS. Quindi, i risultati
riportati in questo studio suggeriscono che, PS (1), inibendo l'attivazione NF-kB e l'espressione del
gene di iNOS in macrofagi attivati, potrebbe essere un potenziale agente nel ridurre l'infiammazione
e giocare, infine, un ruolo chiave nell'azione preventiva del cancro.
In collaborazione con l'universitГ di Salerno sono stati valutati gli effetti relazione struttura -attivitГ di
numerosi prodotti di sintesi, in particolare dei derivati di difenilpropionammide, mediante saggi di
attivitГ antiossidante, di citotossicitГ e di analisi computazionale.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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ISI
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
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13
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4
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Rapport
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Risultati
progettua
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Risultati di
valorizzazi
one
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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3
0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli "Parthenope": progetti di ricerca, dottorato di Ricerca, tesi di laurea, ricercatore
associato Dott.ssa Paola Di Donato
Marmara University Istanbul Turchia: progetti di ricerca Ministero Esteri MAE e bilarerali CNRTubitak
UniversitГ di Messina: progetto antartide
UniversitГ di Cambridge: progetto Ministero Esteri MAE
UniversitГ di Salerno: collaborazioni scientifiche
UniversitГ Napoli Federico II: collaborazioni scientifiche
IBP- CNR: collaborazioni scientifiche
UniversitГ di Padova: collaborazioni scientifiche
Industria sementiera Faraone Mennella:preparazione campi sperimentali
Industria La Fontanella Conserve Vegetali: fornisce gli scarti vegetali
ISA-CNR: collaborazioni scientifiche
Provincia di Salerno: protocollo d'intesa
Provincia di Napoli: progetto di ricerca
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
10
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
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incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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1
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0
1
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Totale
10
Principali risorse strumentali utilizzate
Grazie alle numerose collaborazione che la comessa ha in atto, nazionali ed internazionali, le
risorse strumentali utilizzate sono sufficienti al proseguimento della ricerca. In sintesi si utilizzano:
Tecniche Spettroscopiche: per la caratterizzazione delle biomolecole
Tecniche di Fermentazione: per la produzione di biomasse convenzionali e non, per assegnazione
di nuove specie tassonomiche, per le culture cellulari
Tecniche Cromatografiche per la caratterizzazione delle proteine
Tecniche Biomolecolari per il seguenziamento N-terminale degli enzimi
Saggi di AttivitГ : : per individuare l'attivitГ biologica delle molecole studiate.
Studi molecolari e valorizzazione di risorse per il settore biomedico
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
NICOLOSI GIOVANNI
Risultati conseguiti
L'attivita' svolta ha portato al conseguimento dei seguenti risultati:
- Definizione del profilo biomolecolare di piante officinali siciliane, spontanee e coltivate, al fine di
una loro valorizzazione nel settore fitoterapico.
- Design e realizzazione di una sintesi per l'ottenimento di tioglicerofosfoinositoli a chiralita'
controllata, di potenziale attivitГ inibitoria correlata alla mobilita' di cellule tumorali.
- Design e realizzazione di un nuovo vaccino, di natura non peptidica, in grado di stimolare un' alta
produzione di anticorpi (IGG) anti antigene Tn over espresso nei tumori epiteliali (mammella,
pancreas, ovaie, prostata, colon-rettale).
- Design e realizzazione di glicoconiugati costruiti su piattaforma calix[8]arenica, che mostrano
capacita' di inibire la migrazione e la proliferazione di cellule di glioma, tumore del cervello fra i piu'
comuni, caratterizzato da un'alta invasivita' e resistenza ai farmaci.
- Design e realizzazione di matrici di PVC carbossilato superficialmente derivatizzate con calixareni
funzionalizzati, capaci di sequestrare eparina.
- Design e sintesi stereoselettiva di dioli contenenti unita' ferroceniche multiple come building blocks
nella preparazione di nuovi catalizzatori chirali per la sintesi asimmetrica e di analoghi ferrocenici di
molecole biologicamente attive.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
in atti di
Convegno
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Risultati di
valorizzazi
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
L'attivitГ di ricerca prevede un forte approccio multidisciplinare e strutture esterne hanno parte
attiva nel raggiungimento degli obiettivi finali. Il Dipartimento Farmaco-biologico dell'UniversitГ di
Messina e dal Dipartimento di Farmacia dell'Universita' di Catania contribuiscono a fornire l'indagini
di attivita' antinfiammatoria e attivita immunostimolante; si collabora con la rete delle Stazioni
Sperimentali afferenti all'Assessorato Agricoltura e Foreste della Regione Sicilia e con il
Dipartimento di OrtoFloroArboricoltura e Tecnologie Agroalimentari dell'UniversitГ di Catania per
quanto riguarda lo studio comparato di specie/metaboloma. Costante interfaccia esiste con il
laboratorio di Regolamentazione Cellulare del MarioNegri Sud per quanto riguarda le proprietГ biologiche associate ai derivati inositolici che servono a mirare il design sintetico. Le indagini relative
alle attivitГ immunostimolanti e inibitorie di coniugati calixarenici vengono svolte in collaborazione
con la FacoltГ di Farmacia dell'UniversitГ di Catania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
12
15
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
12
14
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
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0
1
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0
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Totale
3
Principali risorse strumentali utilizzate
L'attivita' di ricerca ha richiesto un' ampia e continua indagine strutturale sfruttando tutte le
metodologie spettroscopiche d'uso in chimica. Risorse strumentali, di cui si dispone, sono
spettrometro NMR ad alto campo, spettroflorimetro, spettrofotometro IR e CD, sistemi GC-MS e
HPLC-MS, un sistema multiplo di hplc corredate di colonne chirali.
Sintesi di piccole molecole per patologie inabilitanti
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
BOVICELLI PAOLO
Risultati conseguiti
Sono stati sintetizzati diversi composti a carattere fenolico con potenziale attivitГ biologica. In
particolare sono stati sintetizzati due flavonoidi ad alto grado di ossigenazione, giГ noti per le loro
attivitГ biologiche nella medicina popolare argentina e cinese, tramite una sintesi divergente a partire
alla crisina, un flavonoide largamente disponibile sul mercato a prezzi decisamente accessibili. I
flavonoidi sintetizzati sono invece composti molto rari dal costo elevato. Indagini sulle loro attivitГ in
campo farmaceutico, nutrizionale e cosmaceutico sono attualmente in corso.
Nel campo dei peptidi chemotattici fino ad oggi ГЁ stata progettata, sintetizzata e testata una serie di
tripeptidi e tetrapeptidi analoghi del peptide chemiotattico naturale di riferimento For-Met-Leu-PheOMe. PoichГ© alcune di queste strutture si sono dimostrate attive in seguito ai test biologici in vitro,
sono stati sviluppati degli studi cristallografici per approfondire le relazioni struttura-attivitГ di questi
composti.
Nel campo dei beta-sheet breakers, sui 5 peptidi sintetizzati, analoghi dell'iAb5p, sono stati effettuati
i saggi di attivitГ biologica e di stabilitГ enzimatica. Due di queste strutture sono risultate piГ№ attive e
piГ№ stabili del composto di riferimento e sono state prese in considerazione come punto di partenza
per la progettazione di nuovi composti.
Sugli analoghi delle endomorfine sono in corso i test di attivitГ biologica.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
1
31
0
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Libri
Rapport
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Risultati
progettua
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1
0
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
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AttivitГ editoria
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27
0
Principali collaborazioni
- SynthActive s.r.l., azienda di servizi, nel campo dello sviluppo della sintesi di ubichinoni
- Ambiotec s.a.s., azienda di biotecnologie, nel campo della sintesi e utilizzazione dell'idrossitirosolo
e suoi derivati
- UniversitГ di Delhi, India, per lo sviluppo di nuovi composti a carattere antiossidante
- Istituto per le Scienze Farmaceutiche UniversitГ G. D'Annunzio, Chieti
- UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Chimica e Metodologie Chimiche
- UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Scienze Biochimiche
- UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Scienze Farmacologiche
- Istituto di Cristallografia del CNR di Monterotondo Scalo
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
8
8
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
8
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
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specializzan Borsista Assegnista
e
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incaricato
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di ricerca
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Principali risorse strumentali utilizzate
Totale
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Spettrofotometro NMR 300 MHz
Spettrofotometro IR
Polarimetro
Punto di fusione
Spettrometro di Massa di proprietГ del Diparimento di Chimica, Sapienza UniversitГ di Roma, a cui il
CNR ha accesso per tempi macchin renumerati
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di rilevanza
sociale
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
MARCHETTI MAURO
Risultati conseguiti
L'attivitГ dei moduli PM.P01.11.001, PM.P01.11.002, PM.P01.11.003 e PM.P01.11.004 ha
interessato l'utilizzo di metodologie e strategie sintetiche e catalitiche anche ad elevato controllo
stereochimico al fine di creare una prevedibile diversitГ molecolare a partire da precisi 'scaffold'
molecolari per ottenere piccole collezioni di composti di interesse nella terapia per patologie
oncologiche ed in particolare il melanoma umano, per patologie neurodegenerative come la Sclerosi
Multipla basata su inibitori peptidomimetici di Caspasi 1 e per patologie che interessano recettori
associati a canali ionici quali il recettore sensibile alla stricnina e quello per la serotonina tipo 5HT3A.
Gli 'scaffold' molecolari utilizzati hanno interessato piccole molecole organiche provenienti
soprattutto dal <pool naturale> e hanno riguardato principalmente zuccheri, amminoacidi e bifenili
idrossilati.
Le nuove collezioni di composti, identificabili da una struttura molecolare di definita stereochimica,
sono caratterizzate, ciascuna per le funzioni richieste, da precise rigidГ conformazionali frutto di un
approfondito studio progettuale.
Nelle collezioni di molecole aventi come 'scaffold' molecolare l'unitГ bifenilica idrossilata, sono stati
individuati alcuni derivati con attivitГ antiproliferativa e apoptotica dell'ordine del microM e selettiva
nei confronti di cellule di melanoma umano. Nelle stesse collezioni di prodotti sono stati individuati
dei derivati bifenilici con attivita' ansiolitica nettamente superiore a noti medicinali in commercio
(Valium). Tutte le valutazioni biologiche sono state ottenute grazie a collaborazioni con altri gruppi
CNR ed Universitari.
Nell'ambito di un contratto (2008) siglato con la responsabile del modulo PM.P01.11.02 la
Rothamsted Research Centre (UK) interessata alla preparazione di formulati ecosostenibili per
l'agricoltura e la medicina veterinaria sono stati preparati complessi supramolecolari di ciclodestrina
con inibitori del P450 e dell'acetilcolinesterasi al fine di un rilascio controllato del principio attivo. I
risultati hanno portato a pubblicazioni scientifiche.
Sono stati ottenuti nuovi recettori elettroattivi-reversibili bifenili-tetratiofulvalene con funzioni di
legante selettivi per il Pb+2. E' stata studiata la capacitГ legante in funzione dei cambi
configurazionali del bifenile e delle proprietГ redox. Questi risultati si inquadrano nell'ambito del
progetto COST D31-014 (2005-2009) dove ГЁ inserito il modulo PM.P1.011.002.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Principali collaborazioni
Tutti i moduli hanno attivato collaborazioni con gruppi di ricerca nazionali ed internazionali
appartenenti ad istituzioni pubbliche universitarie e a centri di ricerca. Alcune di queste
collaborazioni sono state attivate con progetti e contratti di ricerca finanziati con fondi esterni.
Sono da evidenziare le collaborazioni all'interno del territorio dove sono state individuate
competenze complementari. Sono state attivate collaborazioni con l'Ente regionale dedicato alla
ricerca scientifica (SardegnaRicerche) che ha permesso l'attivazione ed il finanziamento di due
contratti di ricerca biennali per giovani laureati su temi che riguardano la sintesi di molecole
organiche bioattive.
E'evidente la volontГ di collaborazione all'interno dello stesso Istituto ICB dove ГЁ possibile creare
multidisciplinarietГ con gruppi provenienti anche da diverse sedi dell'ICB.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
7
12
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
10
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
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incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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1
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Totale
2
Principali risorse strumentali utilizzate
Le risorse strumentali utiizzate hanno riguardato la caratterizzazione dei composti preparati.
Principalmente ГЁ stata utilizzata la strumentazione, di ottimo livello, presente in sede quali la
risonanza magnetica nucleare ad alto campo, la LC-Massa, la HPLC-UV, il polarimetro e lo
spettrometro FT-IR. Per esigenze legate ad una approfondita caratterizzazione del prodotto o per
individuare altre funzionalitГ sono state utilizzate strumentazioni presenti in altre sedi (raggiX,
voltammetria ciclica, dicroismo circolare). Generalmente l'utilizzo di questa strumentazione ha
generato o ГЁ stato il motivo per attivare collaborazioni multidisciplinari.
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi e glicopeptidi naturali e sintetici
implicati nelle patologie umane
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
DI MARZO VINCENZO
Risultati conseguiti
I risultati più significativi ottenuti nell'ambito dell'attività di questa commessa possono essere così
schematizzati:
1. Sviluppo di un inibitore misto dell'enzima "fatty acid amide hydrolase" (FAAH) e del canale
"transient receptor potential vanilloid type 1" (TRPV1) ad attivitГ analgesica ed ansiolitica piГ№
potente ed efficace di inibitori singoli FAAH o TRPV1.
2. Scoperta che alcuni cannabinoidi non psicotropi da Cannabis hanno potente attivitГ antagonista
sul canale TRPM8, e agonista sul canale TRPA1, con potenziale attivitГ analgesica ed antitumorale.
3. Scoperta del ruolo antitumorale degli endocannabinoidi in un modello animale di carcinoma
colorettale e del potenziale utilizzo di inibitori FAAH come agenti terapeutici contro questo tipo di
tumore.
4. Identificazione di una relazione causa-effetto tra elevati livelli plasmatici di endocannabinoidi e di
trigliceridi in pazienti con obesitГ addominale.
5. Sviluppo di nuovi inibitori selettivi della biosintesi e dell'idrolisi enzimatica dell'endocannabinoide 2arachidonoilglicerolo, e di inibitori selettivi della ricaptazione cellulare dell'anandamide.
6. Scoperta di nuovi meccanismi attraverso i quali i livelli degli endocannabinoidi e delle Naciletanolammine diventano mal regolati durante l'obesitГ .
7. E' stata pubblicata [<2008CEJ7903>] una nuova procedura sintetica per la preparazione di 4,5diidroisossazoli attraverso la condensazione di nitrocomposti primari con olefine. Il metodo, che si
basa sull'utilizzo di un sistema catalitico costituito da rame(II) accompagnato da una base organica
ГЁ di validitГ generale per entrambi i substrati. I risultati ottenuti mostrano che questo metodo ГЁ
pratico e di utilitГ generale per la sintesi organica.
8. Sono stati sintetizzati glicopeptidi contenenti l'epitopo minimo Asn(Glc) e tipi differenti di "betaturn" utili come biomarcatori per la sclerosi multipla, e glicopeptidi modificati nella parte N-terminale
con un nuovo acido ferrocenilcarbossilico ed un nuovo ferroceniltiofosfino amminoacido, per lo
sviluppo di un nuovo biosensore di tipo elettrochimico che consenta la caratterizzazione degli
autoanticorpi della sclerosi multipla mediante diagnosi basate sulla voltammetria ciclica
9. Sintesi dei "building block" N(alpha)-Fmoc-L-Abu(gamma-azide)-OH, N(alpha)-Fmoc-L-Nva
(delta-azide)-OH, e N(alpha)-Fmoc-L-Nle(epsilon-azide)-OH e sintesi asimmetrica di (S)-omegaalkynyl-alpha-amminoacidi tramite l'ausiliare chirale complesso [Ni(II)-(S)BPB-Gly].
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
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44
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Libri
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progettua
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Risultati di
valorizzazi
one
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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18
0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli Federico II
Seconda UniversitГ degli Studi di Napoli
Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco, Sapienza UniversitaГЊ di Roma.
UniversitГ degli Studi di Siena.
UniversitГ et Hospital Laval, Quebec, Canada
Dipartimento di Chimica Organica, UniversitГ di Firenze (prof. A. Brandi, prof. F. De Sarlo, prof. A.
Guarna, prof. A. M. Papini)
Centro Interdipartimentale di Spettrometria di Massa UniversitГ di Firenze (prof. G. Moneti)
Dipartimento di Fisiopatologia clinica dell'UniversitГ di Firenze
Dipartimento di Scienze Neurologiche e Psichiatriche della FacoltГ di Medicina e Chirurgia ed
Azienda Ospedaliera Careggi (prof. F. Lolli)
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, UniversitГ di Firenze (prof. P. Rovero)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
8
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
8
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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di ricerca
3
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Totale
7
Principali risorse strumentali utilizzate
GENIUS PRO (ELISA)
LC-ESI-IT-TOF HIGH RESOLUTION
MICROSCOPIO A FLUORESCENZA
SCINTILLATORE BETA COUNTER
TLC RADIOSCANNER
NA-LCMS
GASCROMATOGRAFO
HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPH
NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROMETER
SPETTROMETRO DI MASSA LC-MS
Peptidi attivi su membrane per lo sviluppo di farmaci e diagnostici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
CRISMA MARCO
Risultati conseguiti
La commessa ha prodotto nel 2008, tra l'altro, 30 lavori su riviste ISI.
Tra i risultati piГ№ significativi si segnalano i seguenti.
E'stato dimostrato che il lipopeptide tricogina ed alcuni suoi analoghi sintetici possiedono
significativa attivitГ antibiotica contro svariati ceppi meticillina-resistenti di S. aureus. Risultati
preliminari, inoltre, indicano che la tricogina possiede una notevole resistenza alla degradazione
enzimatica.
Lo studio di analoghi dell' alameticina recanti due gruppi nitrossilici ha evidenziato che la formazione
di aggregati dell'antibiotico in vescicole fosfolipidiche non ГЁ accompagnata da significative variazioni
conformazionali.
E' stato ampliato il quadro relativo alle proprietГ conformazionali della C-alfa-metil prolina (quale
potenziale sostituto della Pro, largamente ricorrente nelle seqenze degli antibiotici peptaibolici)
attraverso lo studio strutturale di composti modello.
E' stato sviluppato e realizzato un nuovo pro-farmaco del paclitaxel, notevolmente piГ№ solubile in
ambiente acquoso, in cui il targeting ГЁ mediato dal recettore dell'integrina alfa5-beta3, ed il delivery ГЁ
mediato dalla catepsina B secreta nell'ambiente extracellulare dalle cellule tumorali in fase di
metastasi del melanoma.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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ISI
Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
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Principali collaborazioni
Libri
Rapport
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Risultati di
valorizzazi
one
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0
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AttivitГ editoria
li
19
0
R.H. Grubbs, Arnold & Mabel Beckman Labs of Chem. Synth., CALTECH, Pasadena, CA, USA
Q.B. Broxterman, DSM Research, Geeleen, The Netherlands
P. Hamm, Inst. Phys. Chem., Univ. Zurich, Switzerland
K. MГјller, Inst. Phys. Chem., Univ. Stuttgart, Germany
D. Marsh, Max Planck Inst. Biophys. Chem., Göttingen, Germany
T.A. Keiderling, Dep. Chem., Univ. Illinois, Chigago, USA
J.P. Mazaleyrat, SIRCOB, UMR CNRS 8086, UniversitГ© de Versailles, France
Yu. Tsvetkov, Inst. of Chemical Kinetics and Combustion, Novosibirsk, Russian Fed.
J. Raap, Leiden Institute of Chemistry, Leiden University, The Netherlands
B. Pispisa, M. Venanzi, Dip. Sci. Tecn. Chim., Univ. Tor Vergata, Roma
A. Donella-Deana, Dip. Chimica Biologica, Univ. di Padova
G. Siligardi, Diamond Light Source Ltd.3, Rutherford Appleton Laboratory, Chilton, Didcot,
Oxfordshire, UK
M. Spaller, Bio Med Molecular Pharmacology, Physiology & Biotechnology, Brown University,
Providence, RI (USA)
L. Quintieri, Dip. Farmacologia ed Anestesiologia, Univ. di Padova,
A. Rosato, Dip. Scienze Oncologiche e Chirurgiche, Univ. di Padova
C. Bolzati, F. Refosco, ICIS-CNR, Padova
M. Saviano, IBB-CNR, Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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di ricerca
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Totale
16
Principali risorse strumentali utilizzate
Spettrometro NMR 400 MHz Bruker; Sintetizzatore di peptidi su fase solida Applied Biosystem;
Dicrografo Jasco; Diffrattometro a raggi X Philips per cristallo singolo; HPLC preparativi; HPLC
analitici; Spettrofotometro UV-Vis; Gas-cromatografo con colonna chirale; Analizzatore di
amminoacidi; Laser impulsato Nd-YAG Quantel; Spettrometri di risonanza magnetica ODMR
Oxford.
Sono stati inoltre utilizzati strumenti del Dipartimento di Scienze Chimiche, Univ. di Padova,
accessibili in regime di convenzione: Spettrometro NMR Bruker 600 MHz; spettrometro di massa
ESI-MS; Sintetizzatore di peptidi su fase solida Advanced ChemTech; Spettrofluorimetro;
Spettrofotometri FT-IR.
Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PALMIERI GIUSEPPE
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PALMIERI GIUSEPPE
Risultati conseguiti
I risultati della Commessa sono stati:
- Creazione di un database contenente casi familiari e sporadici di diverse neoplasie maligne
(carcinoma mammario e colorettale, melanoma, epatocarcinoma);
- Studio dei pathway metabolico-molecolari coinvolti nelle fasi sequenziali della trasformazione e
progressione neoplastica, le cui alterazioni identificano specifici sottogruppi di pazienti con differenti
caratteristiche genomiche e funzionali;
- Identificazione di mutazioni predisponenti su geni di suscettibilitГ per neoplasie, con definizione dei
profili genetici correlati alle neoplasie (con particolare riferimento al melanoma);
- Studio di espressione di geni candidati in tessuti sani e neoplastici, principalmente con approcci
immunoistochimici e citogenetici nonchГ© metabolomici mediante NMR in vivo;
- Correlazioni delle alterazioni molecolari ad istologia (istoitpo e grado di malignitГ o tumor grading),
stadio clinico-patologico, diagnosi, prognosi e risposta terapeutica;
- Creazione e gestione di linee cellulari primarie tumorali da pazienti neoplastici;
- Messa a punto di saggi di proliferazione cellulare e test di tumorigenicitГ in vitro per valutare
l'attivitГ antiproliferativa e/o proapoptotica di sostanze di derivazione sintetica (analoghi e eugenolo
e curcumina), primo passo verso gli studi di efficacia antitumorale in vivo (topi nudi).
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
in atti di
Convegno
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Oltre a collaborazioni con istituzioni esterne al CNR (di cui in "DATI GENERALI"), vi sono
interazioni giГ esistenti con altre Commesse sia del Dipartimento di Progettazione Molecolare
(mirate sia alla progettazione, sintesi e caratterizzazione di nuovi composti biologicamente attivi ad
azione antiproliferativa nel melanoma, sia alla definizione dei profili metabolici in vivo ed in vitro su
campioni cellulari e biologici provenienti da pazienti neoplastici da correlare a parametri clinicopatologici delle neoplasie) sia del Dipartimento Agroalimentare (per studi proteomici di linee cellulari
tumorali e tecniche di molecular profilino su campioni biologici da pazienti neoplastici, e relativi
confronti con la controparte normale).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
9
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
8
13
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
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di ricerca
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Totale
9
Principali risorse strumentali utilizzate
ICB Sassari
Sistemi elettroforetici analitici, Centrifughe ad alta velocitГ , Sonicatore, Spettrofotometro e
Transilluminatore UV/VIS, Sistemi elettroforetici di DNA/RNA/proteine, Cappe a flusso laminare,
Microcentrifughe, Microscopi rovesciati, Thermal Cyclers, Lettore di densitГ ottica per micropiastre.
Sequenziatore Automatico ABIPRISM 3130
WAVE DNA Fragment Analysis System (DHPLC)
Microscopio a fluorescenza + CCD Camera OLYMPUS
Laboratorio per colture cellulari e biologia cellulare
ICB Pozzuoli (NA)
a) Spettrometri NMR in fase liquida operanti a 300, 400 e 600 MHz
b) laboratorio chimico e biochimico con HPLC, gel elettroforesi, fluorimetro
c) spettropolarimetro; spettrofotometro IR; dicroismo circolare; spettrofotometro UV-Vis
d) sistemi di calcolo parallelo Linux di tipo Cluster
e) sei workstation Linux per calcolo seriale
ISA Avellino
Sistema completo per lo studio del proteoma: separazione 2D e analisi dell'immagine dei gel
Spettrometro di massa MALDI-TOF Reflectron, Voyager-De-Pro per analisi di proteine e peptidi
Spettrometro di massa tandem ibrido Q-TOF (QStar-Pulsar) per studi ms/ms a bassa energia e
per la determinazione di 'sequence-tag'
IGB Napoli
Microarray Spotter e Scanner Affymetrix
Bioprospecting – ricerca di prodotti e processi biologici di interesse funzionale
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
FONTANA ANGELO
Risultati conseguiti
Come programmato nel piano di gestione precedente, l'attivitГ di Commessa ГЁ proseguita nello
spirito di identificare nuovi composti bioattivi da fonti principalmente marine, nonchГ© approfondire la
conoscenza dei processi biochimici che sono alla base della produzione di queste molecole, incluso
i fattori che ne avviano o regolano la sintesi. Questa ricerca ha origine dalla convinzione che il "blind
screening" di prodotti bioattivi ГЁ un approccio poco efficiente che puГІ essere superato utilizzando
mezzi ragionati per la pre-selezione degli organismi produttori e dei composti bioattivi. In questo
ambito, sono state portate avanti le linee di attivitГ che comprendono (a) isolamento e
caratterizzazione dei prodotti naturali da organismi marini, per lo piu' eucarioti, (b) riconoscimento
del ruolo fisiologico ed ecologico dei metaboliti secondari come driving tool per l'identificazione di
attivitГ biologiche (citotossiciche, apopototiche, antimitotiche, immunoregolatrici) funzionali alla
selezione di nuovi lead farmaceutici (essenzialmente antitumorali ed immunoregolatori), (c)
caratterizzazione del processi metabolici di base che supportano la sintesi delle molecole bioattive,
nella prospettiva di consentire l' ingegnerizzazione di vie bochimiche in organismi coltivabili ed la
produzione biotecnologica dei composti di interesse.
I risultati conseguiti dalla commessa sono descritti nei due moduli su cui ГЁ organizzata l'attivitГ di
ricerca. In generale, anche quest'anno abbiamo avuto ottimi risultati nell'identificazione di composti
bioattivi, con potenziali attivitГ antitumorali ed antibatteriche, da molluschi marini della sottoclasse
opistobranchi e da diatomee marine. E' stato anche caratterizzato in un mollusco marino
(Scaphander lignarius) un pathway polichetidico che richiede, quale step preliminare, la
conversione di fenilalanina in acido benzoico mediate un'attivitГ simile a quella catalizzata dalla
Phenyalanine Ammonia Lyase (PAL) nelle piante. La ricerca ha fornito anche evidenze che
supportano l'origine di tale molecola da una polichetide sintasi (PKS) codificata nel genoma del
mollusco. Si tratta della prima dimostrazione di un pathway simile in animali e, considerato il ruolo
rilevante che i composti polichedici hanno come antibiotici ed antitumorali, il processo potrebbe
avere un importante potenziale per la progettazione e sintesi di nuove molecole poichetiche
attraverso la biosintesi combinatoriale. Infine, ГЁ stata dimostrata la correlazione tra la capacitГ di
utilizzare composti chimici bioattivi e la capacitГ di alcuni organismi ad affermarsi in nuovi habitat.
Questo studio ha un'importantissima rilevanza applicativa per lo sviluppo di modelli predittivi per la
selezione di specie biologiche contenenti potenziali composti di interesse farmaceutico.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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Convegno
2008
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AttivitГ editoria
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21
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Principali collaborazioni
Sono attive uno svariato numero di collaborazioni con Istituti ed UniversitГ italiane e straniere. Tra le
piu' importanti segnaliamo:
Stazione Zoologica "A. Dohrn", Napoli;
FacoltГ di Farmacia e di Scienze, UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II", Napoli;
FacoltГ di Medicina, Seconda UniversitГ degli Studi di Napoli;
FacoltГ di Medicina, UniversitГ degli Studi di Perugia;
FacoltГ di Farmacia, UniversitГ degli Studi di Salerno;
CNR-Istituto di Biochimica delle Proteine ed Enzimologia, Napoli;
Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Nice, Nizza, Fancia;
Dipartimento di Biologia e Zoologia, UniversitГ di Tel Aviv, Israele;
Dipartimento di Biologia, UniversitГ di Barcellona, Spagna;
INETI, Lisbona, Portogallo;
MaxPlanck -Alfred Wegner Institute, Bremerhaven, Germania;
CNR-Istituto di Scienza dell'Alimentazione, Avellino;
Museo di Scienza Naturale di Buenos Aires, Argentina;
Applied Biosystem Italia;
Ferrero SpA;
Sepe Costruzioni srl;
Neotica srl;
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
9
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
7
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
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incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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Totale
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Principali risorse strumentali utilizzate
Vari sistemi cromatografici a media ed alta pressione (colonne, HPLC, Apparati di gel filtrazione),
un HPLC per analisi di radioisotopi on flow, Centrifughe e Ultracentrifuga, FPLC; Autoclave;
strumentazione varia per chimica bio-organica e biochimica, cappa a flusso laminare ed incubatori
per crescita di organismi autotrofi, laboratori attrezzato ed autorizzato per lavorazioni con isotopi
radioattivi, 3 Apparecchi di risonanza Magnetica Nucleare di cui: un 600 MHz con Cryprobe, un 400
MHZ con Probe a deuterio e microprobe, 1 LC-MS/MS con sorgente ESI ed APCI ed analizzatore
quadrupolo- TOF, 1 GCMS ion trap per analisi di MS5, nonchГ© le piccole attrezzature (ad esempio,
spettrofotometro UV ed IR, spettrofotopolarimetro per dicrosismo circolare, polarimetro) disponibili
presso i laboratori dell'Istituto di chimica biomolecolare di Pozzuoli. Si mette in evidenza che la
manutenzione e riparazione di queste apparecchiature sono state eseguite utilizzano
principalmente fondi da progetti esterni. In alcuni sistemi vitali al proseguimento delle ricerche –
come LC-MS, spettrofotopolarimetro e spettrometro Bruker operante a 600 MHz – la situazione
delle apparecchiature ГЁ estremamente critica e richiederebbe un sostanziale investimento da parte
del Dipartimento.
AttivitГ Moduli
Caratterizzazione di complessi metallici formati da proteine coinvolte in patologie correlate
al disordine conformazionale proteico.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Basi molecolari della fibrillogenesi di proteine e peptidi amiloidi:studi per la
diagnosi e la terapia
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
SANNA DANIELE
Risultati conseguiti
I risultati ottenuti sono costituiti dalla caratterizzazione spettroscopica (EPR e UV-Vis) dei sistemi
costituiti da rame(II) e frammenti oligopeptidici della regione N-terminale della proteina prione
umano.
Tale caratterizzazione spettroscopica ha permesso di identificare i complessi di rame(II) formati nei
vari sistemi presi in esame e di stabilire il tipo di coordinazione presente in ciascuno di essi.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
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Libri
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Risultati
progettua
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
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Abstrac
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AttivitГ editoria
li
6
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Principali collaborazioni
Le collaborazioni attualmente attive, nell'ambito dell'attivitГ svolta nel presente modulo sono quelle
con i gruppi di ricerca del prof. Giovanni Micera, Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Sassari e del
prof. Imre Sovago, Department of Inorganic and Analytical Chemistry, University of Debrecen
(Ungheria).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
1
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
1
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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Sintesi steroselettiva di collezioni di piccole molecole organiche naturali e naturalianaloghe mirate a sottotipi recettoriali delle integrine
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Targeting e inibizione dell'angiogenesi
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RASSU GLORIA MARIA RITA
Risultati conseguiti
In linea con le finalitГ specifiche di questo modulo lo studio si ГЁ indirizzato prevalentemente sulla
progettazione, sintesi e
valutazione biologica di una classe di ligandi integrinici ibridi di nuova generazione ottenuti
associando la sequenza specifica del tripeptide Arg-Gly-Asp (RGD) con scaffold gammaamminoacidici ciclici derivati da nuclei prolinici.
L'obiettivo principale ГЁ stato qello di individuare una solida famiglia di piccole molecole, inibitori
potenti e selettivi verso i sottotipi recettoriali alfaVbeta3 e alfaVbeta5, il cui blocco gioca un ruolo
decisivo nei processi di adesione cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare, con possibili
ricadute rilevanti nell'intervento su patologie quali angiogenesi tumorale, induzione e progressione di
metastasi tumorali e osteoporosi.
Altro punto di elevato rilievo ГЁ stato quello di dotare i nuovi ligandi di siti di aggancio liberi, tali da
consentire la coniugazione del ligando stesso ad unitГ attive di varia
natura e operativitГ . Notevoli risultati sono stati raggiunti durante il periodo di riferimento come di
seguito riportato.
Il programma di sintesi ГЁ iniziato con la preparazione degli scaffold 4-amminoprolinici recanti una
protezione temporanea -Fmoc all'azoto esociclico e una protezione all'azoto nucleare
alternativamente di tipo -Boc semipermanente oppure una catena alchilica o acilica permanente. La
sintesi divergente di questi composti prende le mosse da un comune precursore commercialmente
disponibile, la trans-4-idrossi-L-prolina.
I peptidi lineari grezzi sono stati ottenuti usando una tecnica di sintesi su fase solida di tipo Fmoc
(Fmoc-SPPS) e impiegando una resina clorotritilica con rese molto convenienti tra il 35% e il 47%
per tutta la sequenza di sintesi su fase solida. La successiva ciclizzazione ГЁ stata eseguita a
diluizioni moderate in DMF con i reagenti condensanti HATU/HOAt. Infine, la deprotezione globale
dei ciclopeptidi ГЁ stata condotta in condizioni acide, operazione che ci ha permesso di ottenere i
ligandi target con una resa globale variabile dal 57% all'80% per gli stadi di ciclizzazione e
deprotezione.
Si e quindi proceduto allo "scale-up" della sintesi dei ligandi integrinici a base 4-amminoprolinica in
fase soluzione.
Sebbene la fase precedente (fase solida) abbia permesso l'accesso a piccole quantitГ di ligandi,
quantitГ comunque sufficienti per condurre gli opportuni test di attivitГ biologica in vitro, la necessitГ di disporre di quatitativi piГ№ considerevoli ci ha spinto a sviluppare una sintesi pratica e robusta degli
stessi ligandi che fosse facile da scalare in vista di prove biologiche piГ№ approfondite, nonchГ© in
vista delle successive fasi di coniugazione con specie attive.
Per questi intendimenti ГЁ stata progettata e messa in opera una esecuzione in soluzione divergente,
pratica e redditizia.
E' stata valutata la capacitГ dei ciclopeptidi sintetizzati di competere con [125-I]-echistatina oppure
con vitronectina biotinilata nel legame con i recettori isolati e purificati alfaVbeta3 e alfaVbeta5
attraverso saggi recettoriali in fase solida. I dati ottenuti sono stati comparati con le attivitГ di ligandi
standard come EMD121974, c(RGDfV) e ST1646.
Tutti i ciclopeptidi della serie si sono rivelati attivi ed esibenti un profilo di attivitГ di assoluto rilievo
(anche
sub-nanomolare), addirittura superiori a quelle dei ligandi di riferimento.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
2
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
-Dip. Farmaceutico, FacoltГ di Farmacia-Univ. di Parma.
-Dip. di Chimica Organica ed Industriale, FacoltГ di Scienze MMFFNN -Univ. di Milano.
-Dipartimento di Chimica Organica-Univ. Firenze
-Dip. di Fisiopatologia Clinica, UnitГ di Medicina Nucleare-Univ. di Firenze
-Dip. di Chimica, FacoltГ di Scienze MMFFNN -Univ. di Sassari.
-Dip. Farmaco, Chimico, Tossicologico, FacoltГ di Farmacia-Univ. di Sassari.
-Dep. of Chemistry, University of Montreal, Canada.
-Centro Interdisciplinare Studi Bio-molecolari e Applicazioni Industriali CISI-Milano
-Sigma-Tau, Pomezia, Roma.
-Indena s.p.a. Milano
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
2
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
2
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
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0
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Totale
0
Microorganismi: estrazione, purificazione e studi delle proprietГ biochimiche di molecole
con potenziale applicazione nelle biotecnologie industriali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi delle proprietГ biochimiche di biomolecole naturali da macro- e
microorganismi
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
LAMA LICIA
Risultati conseguiti
Dal Bacillus thermantarcticus (M1), microrganismo termofilo isolato in Antartide, abbiamo
individuato una proteasi extracellulare termostabile che abbiamo purificata ad omogeneitГ e
caratterizzata. L'inibizione quasi totale della proteasi al PMSF ha suggerito l'appartenza dell'enzima
alla famiglia delle serina-proteasi.La proteasi purificata da M1 posside caratteristiche che la
rendono interessante per applicazioni biotecnologiche. Infatti la proteasi da M1 risulta essere
termofila, termostabile, resistente ai solventi organici, al pH alcalino, ai detergenti. Tutte caratteriche
che possono essere utili ad esempio nel settore della detergenza, in cui la proteasi puГІ essere
aggiunta come additivo.
Si sono studiati gli effetti dei metalli presenti in alcuni sistemi biologici. In particolare i dati ottenuti
descrivono gli effetti del piombo in tre sistemi biologici scelti come modello sperimentale: un batterio
estremofilo Bacillus thermantarcticus, un crostaceo Artemia salina e un cianobatterio Anabaena
cylindrica. In particolare, nel caso del batterio si ГЁ osservata una diminuzione della crescita a partire
da 100 ppm di piombo, individuando la LD50 nell'intervallo 250-300 ppm, maggiore di quanto
riscontrato per l'Artemia salina (LD50 70.46 ppm) e per l'Anabaena cylindrica (LD50 50 ppm).
Inoltre, la presenza del metallo (100 ppm) durante la crescita di Bacillus thermantarcticus, influenza
la funzionalitГ cellulare causando una diminuzione del contenuto in proteine e una inibizione di
alcune attivitГ enzimatiche. Tale lavoro nasce in collaborazione con il COBAT, il Consorzio
Obbligatorio Batterie Esauste - ente senza fine di lucro, istituito nel 1988 con D.Lgs. 397/88, art 9quinquies - ГЁ oggi in Italia il Consorzio che garantisce il monitoraggio, la raccolta ed invio a riciclo su
tutto il territorio nazionale delle batterie al piombo esauste, un "rifiuto pericoloso".
Da un microrganismo moderatamente alofilo e alcalotollerante denominato Oceanobacillus
oncorhynchi subsp. incaldanensis subsp. nov., detto 20Ag abbiamo eseguito la parziale
purificazione e caratterizzazione di una catalasi citosolica.La catalasi ГЁ un esempio di enzima che
trova molte applicazioni in campo industriale. Essa ГЁ usata infatti per rimuovere il perossido di
idrogeno, meglio conosciuto come "acqua ossigenata", dal materiale trattato e assicurare che
quest'ultimo non ne contenga.
Negli ultimi anni, infatti, c'ГЁ stato un crescente interesse nell'utilizzo del perossido di idrogeno in vari
settori dell'industria alimentare, casearia, tessile e cartacea come alternativa piГ№ "ecologica" ai giГ esistenti trattamenti chimici.Le caratteristiche di stabilitГ a temperatura e pH rendono molto
interessante il proseguimento dello studio di tale catalasi, per le sue possibili applicazioni industriali e
biotecnologiche.
Abbiamo messo a punto una metodica estrattiva innovativa, che risulta veloce, riproducibile ed
efficace rispetto alle piГ№ diffuse tecniche descritte in letteratura, per recuperare direttamente i
poliidrossialcanoati (PHAs) dalla biomassa umida del microrganismo Halomonas campaniensis. Il
metodo consiste nell'aggiungere il sodio dodecil solfato (SDS) direttamente alla biomassa del
microorganismo dispersa in acqua distillata (rapporto di w/w: 1) seguito da agitazione, trattamento
termico e lavaggio. La purezza del PHA recuperato risulta essere piГ№ del 95% rispetto alla
concentrazione delle cellule. Il nostro metodo semplificato ГЁ adatto alla rilevazione ed al recupero di
PHAs dalle biomasse umide con alti rendimento e purezza. Il metodo, che ГЁ rapido e ad impatto
ambientale basso, ГЁ molto utile per la prova simultanea delle colture cresciute con differenti induttori
per la produzione di PHAs con caratteristiche chimico/fisiche particolari.
Lo studio delle condizioni di crescita dei microrganismi hanno portato ad individuare le fonti di
carbonio, i tempi e la composizione chimica dei terreni di crescita utilizzati per una resa ottimale
degli EPS. Inoltre, la successiva caratterizzazione chimico-fisica ha evidenziato l'elevato peso
molecolare ed una elevata termostabilità degli EPS microbici isolati fornendo così utili indicazioni per
interessanti possibilitГ applicative in campo biotecnologico.
Gli archaea, al pari dei batteri e degli eucarioti, sono in grado di N-glicosilare alcune proteine
target.Per identificare i componenti coinvolti nella N-glicosilazione della glicoproteina di superficie
dell'archeobatterio alofilo Haloferax volcanii, sono state utilizzate tecniche di "gene deletion" e
spettroscopia di massa. E' stato dimostrato che il gene AglE, originariamente identificato come
omologo del gene murino Dpm1,gioca un ruolo nell'addizione di una unitГ di zucchero sul
pentasaccaride che decora la glicoproteina. L'analisi topologica della sequenza indica che si tratta
di una proteina integrale di membrana. Questi risultati contribuiscono a sviluppare il quadro di
conoscenze del pathway di N-glicosilazione negli Archaea.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
UNINA-Federico II
UniversitГ di Napoli "Parthenope": progetti di ricerca, dottorato di Ricerca, tesi di laurea, ricercatore
associato Dott.ssa Paola Di Donato
Marmara University Istanbul Turchia: progetti di ricerca Ministero Esteri MAE e bilarerali CNRTubitak
Progetto Bilaterale CNR-BAN Bulgaria 2007-2009 con Margarita Kambourova della BAN accademy
Sofia
COBAT Consorzio obbligatorio Batterie Esauste Roma
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Studi di vegetali: caratterizzazione, attivitГ biologica ed applicazioni
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi delle proprietГ biochimiche di biomolecole naturali da macro- e
microorganismi
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
NICOLAUS BARBARA
Risultati conseguiti
I risultati delle analisi condotte sulle cultivar di pomodoro Lycopersicon esculentum (San Marzano
823, Cirio 3, All Flash 900, Castiglione del Lago Perugia, Roma, Holland, Red Beefsteak, Finest
Tesco e Black Tomato) coltivate nell'area Agro Nocerino-Sarnese di Salerno nell'anno 2007 hanno
evidenziato che:
l'attivitГ antiossidante maggiore nelle frazioni acquose e lipofiliche sono da attribuire alle cultivar
Cirio3 e San Marzano 823, rispettivamente;
in generale le frazioni lipofiliche di tutte le cultivars mostrano un'attivitГ antiossidante superiore
rispetto alle frazioni acquose delle corrispondenti varietГ ;
la concentrazione totale di carotenoidi negli estratti lipofilici (stimata mediante HPLC) ГЁ superiore
nelle cultivars Black Tomato e San Marzano 823;
oltre al licopene e beta carotene anche una frazione minoritaria, evidenziata in HPLC, risulta
importante in un'azione sinergica antiossidante superiore a quella ottenuta dai soli licopene e beta
carotene.
Nell'ambito della valorizzazione degli scarti di produzione agro-alimentare, ГЁ stato messo a punto un
metodo rapido di estrazione di polisaccaridi a partire dallo scarto di lavorazione del pomodoro, a
basso impatto ambientale (quindi un impiego limitato di solventi organici), di facile applicazione ed in
grado di fornire alte rese di prodotto a ridotto tempo di trattamento (da 20 g di scarto di pomodoro
liofilizzato sono stati ottenuti 1,2 g di polisaccaride). La caratterizzazione chimico-fisica del
polisaccaride ottenuto, effettuata mediante analisi cromatografiche, e studi spettroscopici, hanno
messo il luce la complessitГ di tale biopolimero e la composizione monosaccaridica in aggiunta alle
proprietГ reologiche del polimero. E' stata valutata inoltre la capacitГ filmogena dei polisaccaridi
estratti. Si sono così ottenuti film completamente biodegradabili di diversa consistenza e con
differente potenziale applicativo. Ulteriori studi sono in corso per verificare i tempi di biodegradabilitГ di tali pellicole direttamente su campi agricoli.
Per studiare le potenzialitГ farmacologiche del polisaccaride estratto dagli scarti di lavorazione del
pomodoro, abbiamo testato il biopolimero in diversi saggi biologici. Nello specifico abbiamo studiato
gli effetti del polisaccaride sulla linea cellulare macrofagica J774, ed in particolare l'attivazione del
fattore citoplasmatico NF-kB, fattore coinvolto nel processo infiammatorio. L'attivazione del fattore
NF-kB determina la trascrizione della iNOS, una proteina responsabile del processo infiammatorio,
la cui presenza ГЁ associata ad un aumento nella produzione dei nitriti e ROS (Specie Reattive
dell'Ossigeno). Dopo avere constatato che il polisaccaride non fosse tossico per tale linea cellulare,
valutandone gli effetti sulla proliferazione e vitalitГ , siamo andati a valutare la produzione di nitriti e di
ROS da parte dei macrofagi stimolati con LPS. Abbiamo osservato che la presenza del biopolimero
riduce la produzione di queste specie coinvolte nel processo infiammatorio quasi al pari del PDTC, il
pyrrolidine tithiocarbamate, un antiossidante sintetico usato come controllo positivo. Inoltre,
abbiamo dimostrato che l'espressione della iNOS nei macrofagi J774 stimolati con LPS, misurata
mediante Western blot e PCR, in presenza del polisaccaride, subisce una sensibile riduzione
confermando un coinvolgimento di tale biopolimero in un'attivitГ anti-infiammatoria.
Lo studio dei derivati sintetici del Diphenylpropionamide, ottenuti mediante condensazione diretta dei
2,2 e 3,3-diphenylpropionic acid e appropriate ammine usando il PPAA (1-propylphoshonic acid
cyclic anhydride) come catalizzatore, hanno evidenziato un'azione non tossica sulle linee cellulari
usate. In particolare i derivati contenenti come sostituente il gruppo morfolinico hanno mostrato
un'attivitГ antiossidante superiore rispetto agli altri composti testati indicando la relazione strutturaattivitГ .
Prodotti della ricerca (2008)
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I semi di tutte le varietГ di pomodori studiati sono stati forniti dalla MFM International S.r.l di Torre del
Greco, Napoli.
I residui di lavorazione del pomodoro, gli scarti di raffinazione, di pulitura, bucce e semi, ma anche
pomodori immaturi o con gravi difetti di pigmentazione, pomodori lesionati sono stati forniti dal Dr.
Salvati presidente dell'ANICAV e proprietario della ditta Fontanelle di Mercato S. Severino, Salerno.
Gli scarti di lavorazione della Granadilla o frutto della passione (Passiflora liguralis) in succhi di
frutta sono stati forniti dall'UniversitГ del PerГ№.
In collaborazione con la Dott.ssa Barbara Immirzi dell'Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri
del CNR di Pozzuoli (Napoli), ГЁ stata valutata la capacitГ filmogena dei polisaccaridi estratti dagli
scarti di lavorazione del pomodoro.
Le applicazioni farmacologiche del polisaccaride estratto dagli scarti del pomodoro sono state
studiate in collaborazione con la Prof Rosa Carnuccio del Dipartimento di Farmacologia
Sperimentale, FacoltГ di Scienze Biotecnologiche, UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II".
La Provincia di Salerno, oltre a supportare finanziariamente il progetto, ha contattato diversi
agricoltori della zona Agro Noverino-Sarnese per l'utilizzo dei loro campi e la coltivazione delle
varietГ testate.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Definizione di metaboloma di piante a scopo applicativo
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi molecolari e valorizzazione di risorse per il settore biomedico
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RUBERTO GIUSEPPE
Risultati conseguiti
Definito il profilo biomolecolare di piante officinali siciliane, spontanee e coltivate, al fine di una loro
valorizzazione nel settore fitoterapico.
Definizione dei costituenti biomolecolari di specie zafferano, utilizzati per l'ottenimento del marchio
d.o.p. al formaggio tipico Piacintinu Ennese.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
L'attivitГ di ricerca prevede un forte approccio multidisciplinare. Le attivitГ di ricerca hanno visto la
collaborazione con il Dipartimento Farmaco-biologico dell'UniversitГ di Messina riguardo all'indagine
complementare di bioattivitГ ; Le rete delle Stazioni Sperimentali afferenti all'Assessorato Agricoltura
e Foreste della Regione Sicilia per la selezione del materiale vegetale da investigare; il Dipartimento
di OrtoFloroArboricoltura e Tecnologie Agroalimentari dell'UniversitГ di Catania al fine di uno studio
comparato specie/metaboloma.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sintesi di molecole multifunzionalizzate ad attivitГ antitumorale.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi molecolari e valorizzazione di risorse per il settore biomedico
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
GERACI CORRADA
Risultati conseguiti
Nell'ambito delle sintesi sviluppate mirate alla preparazione di glicerofosfoinositoli (GPI) a chiralita'
controllata, si sono ottenuti GPI-tioderivati che al momento sono investigati per evidenziarne
l'azione inibitoria a livello cellulare, correlata alla mobilita' di cellule tumorali.
L'attivita' sintetica che fa uso di piattaforme calixareniche ha condotto alla creazione di un nuovo
vaccino, di natura non peptidica, in grado di stimolare un alta produzione di anticorpi (IGG) anti
antigene Tn, quest'ultimo over espresso nei tumori epiteliali (mammella, pancreas, ovaie, prostata,
colon-rettale). Test su topo immunizzato con il costrutto sintetizzato, evidenziano un effetto cluster
ascrivibile alla natura tetravalente del vaccino che pertanto mima efficacemente le glicoproteine
presenti sulla superficie delle cellule tumorali. Il vaccino sintetizzato costituisce il primo esempio di
un costrutto totalmente sintetico con potenziali applicazioni nella immunoterapia antitumorale.
Parallelamente si sono ottenuti gliconiugati costruiti su piattaforma calix[8]arenica, che mostano
capacita' di inibire la migrazione e la proliferazione di cellule di glioma, tumore del cervello fra i piu'
comuni, caratterizzato da un'alta invasivita' resistenza ai farmaci. Sono stati analizzati i meccanismi
responsabili dell'osservata attivita' biologica. L'arrangiamento e la orientazione spaziale di multiple
unita' N-acetiglucosammina sulla piattaforma calix[8]arenica risulta determinante nel fenomeno di
riconoscimento e legame all'enzima !Г‚1,4-galattosiltrasferasi V (GalTase), responsabile della
migrazione delle cellule tumorali; mentre l'inibizione della proliferazione delle cellule di glioma ВЁВЁ
ascrivibile alla contemporanea presenza delle multiple unita' ureidiche che sono state
selettivamente allocate sullo scaffold calix[8]arenico
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Principali collaborazioni
L'attivitГ svolta ha natura fortemente interdisciplinare e si interfaccia con gli studi effettuati dal
laboratorio di Regolamentazione Cellulare del MarioNegri Sud per quanto riguarda le proprietГ biologiche associate ai derivati inositolici. Le indagini relatiuve alle attivitГ immunostimolanti e
inibitorie di coniugati calixarenici vengono svolte in collaborazione con la FacoltГ di Farmacia
dell'UniversitГ di Catania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Design e studio di molecole capaci di espletare riconoscimento molecolare per
applicazioni biomediche
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi molecolari e valorizzazione di risorse per il settore biomedico
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
CUNSOLO FRANCESCA
Risultati conseguiti
Si sono ottenuti matrici di PVC carbossilato superficialmente derivatizzate con calixareni
funzionalizzati, capaci di sequestrare eparina.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Sintesi di nuovi farmaci per malattie da stress ossidativi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sintesi di piccole molecole per patologie inabilitanti
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
FOTI MARIO CONCETTO
Risultati conseguiti
Sono stati sintetizzati diversi composti a carattere fenolico con potenziale attivitГ biologica. In
particolare sono stati sintetizzati due flavonoidi ad alto grado di ossigenazione, giГ noti per le loro
attivitГ biologiche nella medicina popolare argentina e cinese, tramite una sintesi divergente a partire
alla crisina, un flavonoide largamente disponibile sul mercato a prezzi decisamente accessibili. I
flavonoidi sintetizzati sono invece composti molto rari dal costo elevato. Indagini sulle loro attivitГ in
campo farmaceutico, nutrizionale e cosmaceutico sono attualmente in corso.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
- SynthActive s.r.l., azienda di servizi, nel campo dello sviluppo della sintesi di ubichinoni
- Ambiotec s.a.s., azienda di biotecnologie, nel campo della sintesi e utilizzazione dell'idrossitirosolo
e suoi derivati
- UniversitГ di Delhi, India, per lo sviluppo di nuovi composti a carattere antiossidante
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sintesi di nuovi farmaci per malattie neurodegenerative
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sintesi di piccole molecole per patologie inabilitanti
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
GIORDANO CESARE GIOVANNI
Risultati conseguiti
Nel campo dei peptidi chemotattici fino ad oggi ГЁ stata progettata, sintetizzata e testata una serie di
tripeptidi e tetrapeptidi analoghi del peptide chemiotattico naturale di riferimento For-Met-Leu-PheOMe. PoichГ© alcune di queste strutture si sono dimostrate attive in seguito ai test biologici in vitro,
sono stati sviluppati degli studi cristallografici per approfondire le relazioni struttura-attivitГ di questi
composti.
Nel campo dei beta-sheet breakers, sui 5 peptidi sintetizzati, analoghi dell'iAb5p, sono stati effettuati
i saggi di attivitГ biologica e di stabilitГ enzimatica. Due di queste strutture sono risultate piГ№ attive e
piГ№ stabili del composto di riferimento e sono state prese in considerazione come punto di partenza
per la progettazione di nuovi composti.
Sugli analoghi delle endomorfine sono in corso i test di attivitГ biologica.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Istituto per le Scienze Farmaceutiche UniversitГ G. D'Annunzio, Chieti
UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Chimica e Metodologie Chimiche
UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Scienze Biochimiche
UniversitГ "La Sapienza" di Roma, Dipartimento di Scienze Farmacologiche
Istituto di Cristallografia del CNR di Monterotondo Scalo
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Inibitori di proteasi per la terapia di patologie specifiche
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sintesi di piccole molecole per patologie inabilitanti
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RIGHI GIULIANA
Risultati conseguiti
Sono state individuate le condizioni di reazioni in grado di controllare l'apertura nucleofila di epossi
ammine con alogenuri e due diverse metodologie in grado di dirigere l'attacco del nucleofilo azide
selettivamente nelle due possibili posizioni. Sfruttando i primi risultati di reattivitГ relativi alle aziridino
ammine, si ГЁ sintetizzato un precursore avanzato di un analogo del Saquinavir avente un core
diamminoetilenico.
Riguardo la sintesi di peptidomimetici analoghi dell'U75875, anche in questo caso sono stati giГ preparati tre dei quattro diretti precursori delle molecole desiderate, aventi il core ammino diolico
nelle stereochimiche syn-syn, anti-syn e anti-anti.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
-Prof. Funicello Maria - UniversitГ della Basilicata-dip. Chimica
-Prof. Fabio Benedetti - UniversitГ di Trieste-dip.Chimica
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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3
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AttivitГ editoria
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
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Design, Sintesi e Valutazione Biologica di Nuovi Potenziali Inibitori Peptidomimetici di
Caspasi 1
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di
rilevanza sociale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
SPANU PIETRO
Risultati conseguiti
L'attivitГ di ricerca si ГЁ orientata verso tre principali obiettivi, la sintesi di SAA e SUA come mimi di
unitГ dipeptidiche conformazionalmente costrette, la sintesi di analoghi dell'acido aspartico di nota
attivitГ o nuovi analoghi a base imidazolidinica, la sintesi di nuovi potenziali inibitori. In particolare :
-sintesi di alfa- zuccheri amminoacidi lineari e ciclici.
-sintesi di alfa- zuccheri ureido acidi lineari e ciclici.
-sintesi di nuovi analoghi dell'Asp a base imidazolidinica.
-sintesi dei primi potenziali inibitori con proline analoghe come restrizione conformazionale e loro
test biologici.
Finanziamento di 48.000 dalla Regione Sardegna per un assegno di ricerca
biennale.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Cape Town Sud Africa, Universita' di Pittsburgh, UniversitГ di Pavia
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Sintesi, caratterizzazione e studio di composti chirali e chirali non racemi di interesse
biologico mediante molecole ad alta simmetria
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di
rilevanza sociale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
DELOGU GIOVANNA MARIA
Risultati conseguiti
Nell'ottica di utilizzare strutture bifeniliche di reminescenza naturale con latente attivitГ biologica,
sono stati preparati bifenili idrossilati multifunzione chirali e chirali non racemi al fine di
un'applicazione come leganti, potenziali agenti tumorali ed in particolare contro il melanoma umano.
Sono stati preparati derivati bifenilici della curcumina e del deidrozingerone attraverso procedure
sintetiche semplici e in accordo ai dettami della chimica sostenibile. I derivati bifenilici hanno
mostrato attivitГ antiproliferativa e proapoptotica nei confronti di cellule di melanoma umano primario
a livello microM senza interferire nella crescita dei fibroblasti. L'attivitГ biologica ГЁ stata valutata dal
gruppo dei biologi molecolari dell'CNR-ICB PM.P01.11.005. L'attivitГ prosegue con il coivolgimento
del gruppo di ricerca dell'unitГ pediatrica dell'ospedale Gaslini di Genova.
Sulla base di un contratto con la Rothamsted Research Centre (UK) e di un progetto bilaterale
CNR-TUBITAK (2008-2009) sono stati preparati complessi di beta-ciclodestrina con prodotti e/o
estratti naturali con attivitГ antifeedant e insetticida e valutata l'attivitГ in vitro e in campo. Su un
complesso prodotto naturale-ciclodestrina ГЁ stata osservata un'attivitГ superiore all'equivalente
formulato commerciale.
Nell'ambito del progetto COST D31-014 (2008-2009), ГЁ stata intrapresa la preparazione di <logic
gates> costituiti dalla struttura bifenilica idrossilata, due unitГ redox reversibili (TTF) e due unitГ fluorofore al fine di studiare la trasmissione di due fenomeni,elettrochimico e fluorescenza,
attraverso cambi conformazionali reversibili del bifenile per un'applicazione dell'assemblaggio
molecolare nella chimica dei biosensori. I primi risultati sono stati oggetto di una comunicazione a
congresso.
In collaborazione con il Dipartimento di Scienze Biomediche e Biochimiche dell'UniversitГ di Sassari
ГЁ stata studiata l'attivitГ biologica di isomeri del tetratiofulvalene (TTF) e di derivati bifeniletetratiofulvalene (BIPH-TTF-S) sulle cellule endoteliali umane per osservare l'effetto antiproliferativo
e il potere antiossidante per un'eventuale applicazione come drug intelligenti.
In collaborazione con il Dipartimento di Biologia Sperimentale sez.Microbiologia dell'UniversitГ di
Cagliari ГЁ stata studiata l'attivitГ anti-HIV-1 e l'attivitГ antitumorale di diversi bifenili idrossilati.
Prodotti della ricerca (2008)
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La ricerca ha carattere multidisciplinare, pertanto sono attive collaborazioni con gruppi di ricerca
nazionali ed internazionali anche all'interno dello stesso Istituto ICB. Queste collaborazioni
permettono un'approfondita analisi strumentale e biologica dei prodotti.
Al fine di valorizzare i risultati ottenuti ampliandone le potenzialitГ su tematiche non ancora
investigate e allo stesso tempo approfondirne altre non ancora trattate per mancanza di
competenze, sono state attivate collaborazioni con gruppi esperti nella chimica dei materiali (bifenili
idrossilati-TTF con proprietГ elettroreversibili:
-UniversitГ di Angers-Francia,
-CSIS-Institut de Cencia de Materials de Barcellona- Spagna);
nella preparazione e studio di biosensori (bifenili idrossilati in biomatrici:
-Dipartimento di Neuroscienze,UniversitГ di Sassari);
nello studio di inibitori dell'angiogenesi (bifenili idrossilati:
-UniversitГ di Sassari-Istituto Nazionale di Biostruttura e Biosistemi);
nello studio di sinergici di inibitori delle esterasi (complessi di ciclodestrina):
-Rothamsted Research, UK);
-ENDURA
nella risoluzione enzimatica di bifenili idrossilati con prospettive nella produzione scalare dei prodotti:
-ICB-CNR Catania (PM.P01.009.003)
nello studio di estratti naturali (complessi di ciclodestrina:
-UniversitГ di Ankara-Dipartimento di Protezione delle Piante-Turchia);
Trattamenti in post-raccolta(complessi ciclodestrina:
-Istituto CNR di Scienze delle Produzioni Agroalimentari-Dipartimento Agroalimentare AG.P04.007);
nella caratterizzazione strutturale dei complessi supramolecolari di ciclodestrina mediante
metodologie NMR associate alla modellistica computazionale:
-ISM-CNR Milano (PM.P06.004.003)
nelle valutazioni biologiche(attivitГ antitumorali)dei bifenili idrossilati multifunzione e nella
caratterizzazione cristallografica:
- ( PM.P01.017.005, SCIR- India, Dipar timento Sc ienz e Biomedic he e T ec nologic he
UNICA,Diparimento di Scienze Biomediche e Biochimiche UNISS) nella caratterizzazione
cristallografica e assegnazione configurazione assoluta dei bifenili:
-CNR-ISTM PM.P07.002.002.
E' stata attivata la collaborazione con SARDEGNA RICERCHE, l'Ente Sardo per la ricerca e lo
sviluppo tecnologico:
-Programma Master & Back 2007-2009, contratto di ricerca per un giovane laureato residente in
Sardegna che ha trascorso un periodo di esperienza di ricerca all'estero.
-CHEMIOTECA on-line delle molecole organiche biologicamente attive. Progetto in fase di
valutazione e rivolto alla catalogazione on-line delle molecole preparate nei centri di ricerca sardi al
fine di una maggiore interazione tra i ricercatori e valorizzazione dei risultati.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Applicazioni catalitiche e metabolomiche per la diversitГ molecolare di composti
biologicamente attivi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di
rilevanza sociale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
ALBERICO ELISABETTA
Risultati conseguiti
1)Metodologie chimiche di sintesi
a) Sviluppo di nuove metodologie di reazione caratterizzate da maggiore efficienza, minor costo di
produzione e ridotto impatto ambientale. In stretta collaborazione con il Dipartimento di Chimica
dell'UniversitГ di Salerno sono state messe a punto metodologie alternative per la reazione di
ossidazione di solfuri e per la reazione di Michael basate sull'impiego della combinazione liquidi
ionici/elettrosintesi. Nell'ambito della stessa collaborazione, ГЁ stata realizzata per la prima volta, una
reazione di aza-Michael enantioselettiva tra anilina e calconi in condizioni organocatalitiche e in
assenza di solvente
b) Preparazione di nuovi precursori catalitici a base di metalli di transizione per migliorare
l'efficienza – chemoselettività , regioselettività , enantioselettività – di processi catalitici consolidati,
per accrescerne le potenzialitГ sintetiche (piГ№ ampio spettro di substrati di applicazione), per
aggirare la protezione brevettuale di catalizzatori esistenti. Nell'ambito della collaborazione con il
Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Sassari, sono stati preparati nuovi catalizzatori di rutenio e
platino con leganti fosfaciclici monodentati a chiralitГ assiale. Essi sono stati applicati
rispettivamente alla riduzione di chetoni per la sintesi di alcoli secondari chirali e all'idroformilazione
di olefine per la sintesi di aldeidi chirali, quali utili intermedi per la preparazione di molecole piГ№
complesse. I risultati conseguiti sono attualmente modesti.
2)Metodi computazionali per la progettazione assistita di nuovi farmaci (Structure-based Drug
Design)
Le strutture di bisammidi e idrazidi derivate dall'acido malonico sono state sottoposte a studi di
docking per valutarne la possibile attivitГ inibitoria verso l'Integrasi HIV-1. Sulla base dei risultati
ottenuti, alcuni derivati di queste molecole sono stati sintetizzati presso il Dipartimento del Farmaco
Chimico Tossicologico dell'UniversitГ di Sassari e la loro attivitГ biologica testata presso il
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche della Southern California University, Los Angeles.
3)Metodi metabolomici per la determinazione di biomarkers specifici di patologie autoimmuni: sono
stati costruiti dei database di urine di bambini sani per il confronto con urine di bambini affetti da
diabete tipo I. Sono stati determinati dei markers biologici dell'insorgenza del diabete di tipo I in
bambini di etГ compresa tra i 3 ed i 10 anni. Sono state perfezionate le sequenza di acquisizione
degli spettri NMR in fluidi biologici (Liquido cerebrospinale e Plasma).
Prodotti della ricerca (2008)
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La collaborazione con il Prof. Gladiali del Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Sassari riguarda
la sintesi e caratterizzazione di complessi di rodio, rutenio e platino con leganti fosfaciclici
monodentati a chiralitГ assiale e la loro applicazione in processi catalitici per la formazione chemo-,
regio- e stereoselettiva di legami C-C e C-H a doppi legami C-X (X = C, O, N).
Tale collaborazione ГЁ particolarmente proficua avendo portato, tra gli altri, alla pubblicazione di un
lavoro "Asymmetric Transfer Hydrogenation: chiral ligands and applications" che risulta il piГ№ citato
a partire dal 2006, anno di pubblicazione, tra le reviews pubblicate dalla rivista ChemSocRev sino
ad oggi.
La collaborazione con l'universitГ degli Studi di Salerno - Dipartimento di Chimica - riguarda lo
sviluppo di nuove metodologie asimmetriche di reazione per l'ottenimento di intermedi chiave
altamente funzionalizzati in forma enantiomericamente pura o ad alto ee. Studio di effetti nonlineari.
Le collaborazioni con il Dr. Mario Sechi del Dipartimento del Farmaco Chimico Tossicologico FacoltГ di Farmacia - UniversitГ degli studi di Sassari e con il Dr. Nouri Neamati - School of
Pharmacy - Department of Pharmaceutical Sciences -University of Southern California riguaradano rispettivamente la progettazione/sintesi e valutazione farmacologica di molecole con
potenziale attivitГ inibitoria dell'integrasi HIV-1.
I risultati di queste collaborazioni sono stati presentati in convegni nazionali ed internazionali. Tutte
le collaborazioni hanno portato, nell'anno 2008, alla pubblicazione di articoli in riviste ISI e/o capitoli
di libri.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Sintesi di molecole multifunzionali a rigidita' conformazionale modulabile per il
trattamento delle malattie neurodegenerative
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
DiversitГ molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di
rilevanza sociale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
FABBRI DAVIDE GAETANO
Risultati conseguiti
Si sono individuate e sintetizzate strutture molecolari di piccola e media dimensione di tipo bifenilico
ad alto grado di idrossilazione, ottenute mediante semplici trasformazioni chimiche da prodotti sia
naturali che commerciali come sorgenti di nuovi potenziali farmaci multifunzionali da impiegare nel
trattamento delle malattie neurodegenerative. In particolare si e' puntato all'ottenimento di strutture
bifeniliche direttamente relazionabili in termini di struttura a noti farmaci di tipo "multiple targeting"
quali la Galantamina e farmaci aventi nella loro struttura contemporaneamente le funzionalita'
dell'acido Ferulico. Si e' intrapresa altresì la sintesi degli analoghi dimeri a scheletro bifenilico dei
farmaci menzionati al fine di evidenziare una possibile azione sinergica nella inibizione della AChCE.
I derivati cosi' preparati sono stati caratterizzati in termini di a) analisi spettroscopiche e dinamica
molecolare. Alcune delle molecole preparate hanno rivelato attivitГ biologica mediante esperimenti
elettrofisiologici (collaborazione con l'Istituto di Neuroscienze del CNR-Dipartimento di Biologia
Sperimentale, Sezione di Neuroscienze, Universita' di Cagliari) effettuate, con la tecnica del voltage
clamp con 2 elettrodi, in oociti di Xenopus laevis esprimenti recettori ricombinanti di tipo 5HT3A,
glicina alfa1 o GABAA costituito dalle sub-unitГ alfa1beta2gamma2L. Inoltre ГЁ stata studiata l'azione
in recettori associati a canali ionici, come il recettore sensibile alla stricnina e quello per la
serotonina tipo 5HT3A. In alcuni casi le nuove strutture hanno evidenziato attivita' ansiolitica
nettamente superiore a noti medicinali in commercio (Valium). L'azione di alcune delle molecole
testate sulla funzione GABAergica ha assunto un andamento bifasico, evidenziando un'azione
inibitoria a 100 microM. Questo andamento potrebbe indicare la presenza di due siti di legame, uno
a bassa affinitГ , responsabile del potenziamento ed uno ad alta affinitГ responsabile dell'inibizione.
Queste molecole potrebbero essere di interesse nel trattamento della patologia dell'ansia. Sulla
base delle informazioni relative ai test "voltage clump" si e' provveduto recentemente alla sintesi di
strutture bifeniliche in cui sostituenti alogenati ed idrossilati, che sembra abbiano una peculiare
importanza in termini di "binding" a recettori GABAA, occupano posizioni diverse sullo scheletro
bifenilico. Questi derivati sono attualmente sotto valutazione biologica per saggiarne l'attivitГ mediante esperimenti elettrofisiologici (collaborazione con l'Istituto di Neuroscienze del CNRDipartimento di Biologia Sperimentale, Sezione di Neuroscienze, Universita' di Cagliari). Si potranno
cosi' evidenziare possibili relazioni struttura-attivita' (SAR).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
-Dipartimento di Neurologia dell'Universita' di Sassari.
-CEND (Centre of Excellence for Neurodegenerative Diseases) di Milano (da attivare)
-Collaborazione con i componenti del modulo PM.P01.011.002 / Sintesi, caratterizzazione e studio
di composti chirali e chirali non racemi di interesse biologico mediante molecole ad alta simmetria,
all'interno della commessa PM.P01.011 / Diversita' molecolare nella sintesi chimica di composti
biologicamente attivi di rilevanza sociale, afferente al progetto PM.P01 / Progettazione molecolare di
proprietГ biochimiche (aspetti farmacologici, biologici e genetici).
-Collaborazione con l'Istituto CNR di Neuroscienze di Cagliari Dott.ssa M.P. Mascia-Prof. G. Biggio.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi naturali e sintetici implicati nelle
patologie umane
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi e glicopeptidi naturali e
sintetici implicati nelle patologie umane
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
BISOGNO TIZIANA
Risultati conseguiti
I risultati più significativi ottenuti nell'ambito dell'attività di questo modulo possono essere così
schematizzati:
1. Sviluppo di un inibitore misto dell'enzima "fatty acid amide hydrolase" (FAAH) e del canale
"transient receptor potential vanilloid type 1" (TRPV1) ad attivitГ analgesica ed ansiolitica piГ№
potente ed efficace di inibitori singoli FAAH o TRPV1.
2. Scoperta che alcuni cannabinoidi non psicotropi da Cannabis hanno potente attivitГ antagonista
sul canale TRPM8, e agonista sul canale TRPA1, con potenziale attivitГ analgesica ed antitumorale.
3. Scoperta del ruolo antitumorale degli endocannabinoidi in un modello animale di carcinoma
colorettale e del potenziale utilizzo di inibitori FAAH come agenti terapeutici contro questo tipo di
tumore.
4. Identificazione di una relazione causa-effetto tra elevati livelli plasmatici di endocannabinoidi e di
trigliceridi in pazienti con obesitГ addominale.
5. Sviluppo di nuovi inibitori selettivi della biosintesi e dell'idrolisi enzimatica dell'endocannabinoide 2arachidonoilglicerolo, e di inibitori selettivi della ricaptazione cellulare dell'anandamide.
6. Scoperta di nuovi meccanismi attraverso i quali i livelli degli endocannabinoidi e delle Naciletanolammine diventano mal regolati durante l'obesitГ .
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli Federico II
Seconda UniversitГ degli Studi di Napoli
Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco, Sapienza UniversitГ di Roma.
UniversitГ degli Studi di Siena.
UniversitГ et Hospital Laval, Quebec, Canada
UniversitГ degli Studi dell'Insubria, Como e Varese
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Peptidi antimicrobici e antivirali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Peptidi attivi su membrane per lo sviluppo di farmaci e diagnostici
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
CRISMA MARCO
Risultati conseguiti
E'stato dimostrato che il lipopeptide tricogina ed alcuni suoi analoghi sintetici possiedono
significativa attivitГ antibiotica contro svariati ceppi meticillina-resistenti di S. aureus. Risultati
preliminari, inoltre, indicano che la tricogina possiede una notevole resistenza alla degradazione
enzimatica.
Lo studio di analoghi dell' alameticina recanti due gruppi nitrossilici ha evidenziato che la formazione
di aggregati dell'antibiotico in vescicole fosfolipidiche non ГЁ accompagnata da significative variazioni
conformazionali.
E' stato ampliato il quadro relativo alle proprietГ conformazionali della C-alfa-metil prolina (quale
potenziale sostituto della Pro, largamente ricorrente nelle seqenze degli antibiotici peptaibolici)
attraverso lo studio strutturale di composti modello.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
R.H. Grubbs, Arnold & Mabel Beckman Labs of Chem. Synth., CALTECH, Pasadena, CA, USA
Q.B. Broxterman, DSM Research, Geeleen, The Netherlands
P. Hamm, Inst. Phys. Chem., Univ. Zurich, Switzerland
K. MГјller, Inst. Phys. Chem., Univ. Stuttgart, Germany
D. Marsh, Max Planck Inst. Biophys. Chem., Göttingen, Germany
T.A. Keiderling, Dep. Chem., Univ. Illinois, Chigago, USA
J.P. Mazaleyrat, SIRCOB, UMR CNRS 8086, UniversitГ© de Versailles, France
Yu. Tsvetkov, Inst. of Chemical Kinetics and Combustion, Novosibirsk, Russian Fed.
J. Raap, Leiden Institute of Chemistry, Leiden University, The Netherlands
B. Pispisa, M. Venanzi, Dip. Sci. Tecn. Chim., Univ. Tor Vergata, Roma
G. Rispoli, Dip. Biologia, Univ. Ferrara
M. Saviano, IBB-CNR, Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Peptidi internalizzanti
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Peptidi attivi su membrane per lo sviluppo di farmaci e diagnostici
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RUZZA PAOLO
Risultati conseguiti
La sintesi del profarmaco del paclitaxel contenete sia un linker sacrificabile, substrato della
catepsina B, sia la sequenza ciclica RGD in grado di interagire con il recettore dell'integrina alfaVbetaIII, da utilizzare nella terapia del melanoma. Gli studi sinora condotti hanno evidenziato come
questa nuova molecola interagisca con il recettore dell'interina con proprietГ sovrapponibili a quelle
del singolo peptide ciclico RGD. A conferma di ciГІ, studi NMR in ambiente membrano-mimetico
indicano l'assenza di interazioni tra la porzione contenete la struttura RGD e il paclitaxel, rendendo
la prima totalmente disponibile all'interazione con il recettore di membrana.
Il coinvolgimento della cortactina in diverse forme tumorali, ed in particolare nel tumore al seno, ci
ha indotti a studiare dei possibili inibitori di tale proteina. La nostra attenzione si ГЁ rivolta al dominio
SH3 di tale proteina. I risultati ottenuti hanno evidenziato come questo dominio riconosca un nuovo
binding motif del tipo KPPxPxKxK, ove i residui di Lys alle estremitГ N e C terminali sono essenziali
per il binding. La coniugazione con la sequenza internalizzante derivante dalla proteina Tat non
altera sostanzialmente le proprietГ di binding verso il dominio SH3 della sequenza proline-rich,
mentre ne permette la sua penetrazione all'interno della cellula. Attualmente sono in corso di
realizzazione studi per definire le proprietГ antitumorali del derivato chimerico.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
A. Donella-Deana, Dipartimento di Chimica Biologica, UniversitГ degli Studi di Padova, Padova
G. Siligardi, Diamond Light Source Ltd.3, Rutherford Appleton Laboratory, Chilton, Didcot,
Oxfordshire OX11 0QX, UK
M. Spaller, Bio Med Molecular Pharmacology, Physiology & Biotechnology, Brown University,
Providence, RI (USA)
L. Quintieri, Dipartimento Farmacologia ed Anestesiologia, UniversitГ degli Studi di Padova, Padova
A. Rosato, Dipartimento di Scienze Oncologiche e Chirurgiche,UniversitГ degli Studi di Padova &
Istituto Oncologico Veneto, Padova
C. Bolzati, F. Refosco, CNR-ICIS, Padova
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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10
Studi di sistemi proteici e glicomarcatori per la diagnostica molecolare nella tumorigenesi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
MOTTA ANDREA
Risultati conseguiti
L'analisi statistica degli spettri di risonanza magnetica nucleare ha evidenziato una buona
separazione delle quattro classi di tessuti, evidenziando un'evoluzione della malignitГ . L'analisi
quantitativa di alcuni segnali protonici (in particolare quelli del lattato e del glucosio) identificati come
potenziali biomarker, ha ulteriormente confermato il risultato.
L'alfa-D-glucosidasi da Aplysia fasciata ГЁ stata utilizzata con successo per glucosilare la naringina.
questo risultato preliminare potrebbe portare ad un'applicazione pratica dell'enzima nella procedura
di deamarizzazione di succhi di frutta.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Convegno
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
L'attivitГ svolta dal Modulo vede la collaborazione di vari gruppi di ricerca appartenenti a diversi enti/
istituti. Se ne citano alcuni.
-Il gruppo del Prof. Paolo Montuschi del Dipartimento di Farmacologia, FacoltГ di Medicina,
UniversitГ Cattolica di Roma. La collaborazione ГЁ basata sul comune interesse di analizzare la
composizione dei condensati di aria espirata da pazienti adulti mediante spettroscopia di risonanza
magnetica nucleare: Questa indagine consentirГ la definizione di un fingerprint dell'espettorato e
potrГ contribuire a svelare i pathway prognostici delle patologie delle vie aeree.
- Il gruppo di ricerca del Prof. Giuseppe Castello dell'Istituto Nazionale Tumori. Tale collaborazione
riguarada lo studio di tessuti epatici sani o malati prelevati mediante biopsie da pazienti affetti da
diverse patologie epatiche (cirrosi, epatocarcinoma, ecc.) L'indagine metabolomica condotta
mediante spettroscopia NMR mira ad identificare i pattern metabolici di detti tessuti ed eventuali
biomarcatori che abbiano una valenza di indicatori diagnostici, prognostici e di risposta terapeutica,
in grado di discriminare i diversi tipi di paziente neoplastico in un modo sempre piГ№ "fedele" alla
storia biologica della malattia.
- Il gruppo del Prof. Ehud Gazit del Department of Molecular Microbiology and Biotechnology,
George S. Wise Faculty of Life Sciences, Tel-Aviv University. La collaborazione riguarda lo studio
strutturale di mutanti della calcitonina, un ormone petidico coinvolto tra le altre cose, anche in alcune
patologie tumorali della tiroide.
Sono in atto anche collaborazioni con ricercatori appartenenti allo stesso ICB. Ad esempio lo studio
delle glicosil idrolasi viene condotta in collaborazione col gruppo di lavoro del Dott. Antonio Trincone.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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1
Caratterizzazione genetico-molecolare della tumorigenesi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
PALMIERI GIUSEPPE
Risultati conseguiti
PRODOTTI DI RICERCA
Sviluppo e messa a punto di funzionalitГ e riproducibilitГ del prototipo di work station automatizzata
per l'esecuzione di diagnostica molecolare (MDWS), obiettivo finale del progetto Progetto
"Metodologie Innovative per il controllo Robotizzato nella Diagnostica Molecolare del DNA
(MICROMA)" del MIUR (legge 297/99).
Inoltre, sono stati creati i primi pannelli di marcatori molecolari nel melanoma (vedi sopra), da
utilizzarsi sul sistema MDWS principalmente per l'analisi di:
- DNA germinale (da sangue periferico) su individui che intendano definire la suscettibilitГ alla
malattia;
- DNA da tessuto tumorale, per la classificazione molecolare dei pazienti, al fine di suddividere i
sottogruppi diversi per comportamento clinico e patologico (aggressivitГ /malignitГ e prognosi,
risposta terapeutica e decorso clinico).
PUBBLICAZIONI
Ratajska M, Brozek I, Senkus-Konefka E, Jassem J, Stepnowska M, Palomba G, Pisano M,
Casula M, Palmieri G, Borg A, Limon J. BRCA1 and BRCA2 point mutations and large
rearrangements in breast and ovarian cancer families in Northern Poland. Oncol Rep. 19: 263-268,
2008.
Sini MC, Manca A, Cossu A, Budroni M, Botti G, Ascierto PA, Cremona F, Muggiano A, D'Atri S,
Casula M, Baldinu P, Palomba G, Lissia A, Tanda F, Palmieri G. Molecular alterations at
chromosome 9p21 in melanocytic nevi and melanoma. Br. J. Dermatology 158: 243-250, 2008.
Rocca S, Sanna MP, Leoni A, Cossu A, Lissia A, Tanda F, Satta MP, Palmieri G. Presence of JSVR
in tissues sections from human bronchiolo-aveolar carcinoma is depending on patients'
geographical origin.
Hum. Pathol. 39: 303-304, 2008.
Pisano M, Baldinu P, Sini MC, Ascierto PA, Tanda F, Palmieri G. Targeting Bcl-2 protein in treatment
of melanoma still requires further clarifications. Ann. Oncol. 19: 2101-2102, 2008.
Ianaro A, Tersigni M, Belardo G, Di Martino S, Napolitano M, Palmieri G, Sini M, Maio AD, Ombra M,
Gentilcore G, Capone M, Ascierto M, Satriano RA, Farina B, Faraone-Mennella M, Ascierto PA,
Ialenti A. NEMO-binding domain peptide inhibits proliferation of human melanoma cells. Cancer Lett.:
in press, 2008.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
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Convegno
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Principali collaborazioni
Vedi scheda "Principali collaborazioni" in "DATI GENERALI".
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Abstrac
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Totale
6
Studio biologico cellulare di molecole bioattive nei tumori
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
ROZZO CARLA MARIA
Risultati conseguiti
L'attivitГ svolta nell'ambito del progetto ha portato all'individuazione di un composto correlato alla
curcumina, con struttura bifenilica (D6) che possiede notevoli attivitГ antiproliferative specifiche su
cellule tumorali di melanoma maligno. Le dosi a cui la molecola risulta attiva sono circa 10 volte
inferiori a quelle utilizzate con la curcumina stessa, recentemente descritta come agente
antitumorale e proapoptotico sul melanoma. Sono state evidenziate anche le proprietГ proapoptotiche di questo composto la cui azione antiproliferativa pare quindi conseguenza di tali
proprietГ , e parzialmente anche i meccanismi attraverso i quali viene attivata l'apoptosi.
Studi di modeling molecolare sulle molecole bifeniliche utilizzate hanno rivelato una certa
correlazione tra l'attivitГ biologica di queste e l'ampiezza dell'angolo diedro del bifenile, informazione
utile per la progettazione di nuove molecole bioattive.
I risultati ottenuti sono stati oggetto di sette comunicazioni a congressi internazionali (4) e nazionali
(3) e due tesi di laurea. Due pubblicazioni a stampa sono in fase di preparazione.
Prodotti della ricerca (2008)
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Convegno
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Principali collaborazioni
La stretta e intensa collaborazione con il gruppo di ricercatori dell'ICB afferente al modulo
PM.P01.011.002 (Sintesi, caratterizzazione e studio di composti chirali e chirali non racemi di
interesse biologico mediante molecole ad alta simmetria) permette un continuo scambio di materiale
e informazioni, nonchГ© la discussione sulla progettazione di nuove molecole con incrementata
attivitГ biologica.
L'importante collaborazione con il laboratorio di Oncologia dell'Istituto Giannina Gaslini di Genova,
ha permesso un continuo scambio di opinioni e consigli sia scientifici che pratici, grazie alla grande
esperienza nel campo della biologia cellulare e della terapia antitumorale sperimentale del Dott.
Mirco Ponzoni e della Dott.ssa Gabriella Pagnan. Questi scambi hanno portato inoltre
all'acquisizione di numerosi dati fondamentali riguardanti l'attivazione dell'apoptosi tramite l'utilizzo
del citofluorimetro (strumentazione non posseduta dall'ICB di Sassari) e la possibilitГ di
programmare degli studi in vivo su topo grazie all'utilizzo del servizio di stabulario del Gaslini,
servizio anch'esso assente nella nostra sede di Sassari dell'Istituto.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
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personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Esplorazione della diversitГ chimica in organismi marini in funzione del drug discovery
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Bioprospecting – ricerca di prodotti e processi biologici di interesse
funzionale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
GAVAGNIN CAPOGGIANI MARGHERITA
Risultati conseguiti
I risultati più significativi ottenuti nell'ambito dell'attività di questo modulo possono essere così
schematizzati:
- identificazione di norditerpeni a scheletro xenicanico dalla gorgonia indiana Acanthogorgia turgida,
e caratterizzazione di un nuovo composto con una significativa attivitГ antiproliferativa;
- elaborazione di uno schema sintetico per l'ottenimento di composti a scheletro sacculatanico, un
gruppo di composti non molto diffusi in natura ma con interessanti proprietГ antimicrobiche e
antivirali;
- caratterizzazione strutturale di un analogo dell'alcaloide tetrabromostiloguanidina che ha mostrato
una significativa attivitГ antibatterica, rinvenuto nella spugna mediterranea Axinella verrucosa;
- identificazione di una serie di alcaloidi indolici con attivitГ antiproliferativa, le meridianine, da
diverse specie antartiche di tunicati del genere Aplidium;
- isolamento di composti bioattivi da specie aliene marine e definizione di fattori chemo-ecologici che
promuovono le invasioni biologiche.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
in atti di
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
- UniversitГ di Barcellona, Dipartimento di Biologia Animale, Barcellona (Spagna);
- Istituto Nazionale di Oceanografia, CSIR, Goa (India);
- UniversitГ di Cadice, Dipartimento di Biologia, Cadice (Spagna);
- Istituto Nazionale di Ingegneria, Tecnologia e Innovazione (INETI),Lisbona (Portogallo);
- UniversitГ Politecnica di Valenzia, Valenzia (Spagna);
- Accademia delle Scienze Moldave, Chisinau (Moldova);
- Istituto di Chimica Biorganica, RAS, Vladivostok (Russia);
- Museo Nazionale di Scienze Naturali, CSIC, Madrid (Spagna);
- California Academy of Sciences, Departament of Invertebrates Zoology, San Francisco (USA);
- UniversitГ di Atene, Dipartimento di Farmacognosia, Atene (Spagna);
- University of Guam, Marine Laboratory, Guam (USA);
- University of Queensland, School of Molecular and Microbial Sciences, Brisbane (Australia);
- UniversitГ di Salerno, FacoltГ di Farmacia.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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6
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Chimica bio-organica di molecole naturali e lipidi bioattivi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Bioprospecting – ricerca di prodotti e processi biologici di interesse
funzionale
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
CUTIGNANO ADELE
Risultati conseguiti
I maggiori risultati ottenuti dagli studi condotti durante il 2008 sono riassumibili in:
1) caratterizzazione di un pathway polichetidico nel mollusco opistobranco Scaphander lignarius
2) studi dei fattori che promuovono la sintesi e la tossicitГ (pro-apopototica e antimitotica) di
microalghe marine;
3)caratterizzazione di fosfolipidi e glicolipidi allergenici da Lipofundin (preparato utilizzato per
l'alimentazione endovenosa);
4) sviluppo di un nuovo metodo di analisi LC-MS/MS per la sfingosina 1-fosfato;
5) identificazione di uno nuovo processo di fotoprotezione basato dissipazione del surplus di
energia mediante epossidazione enzimatica e riarrangiamento molecolare di scheletri di
polipropionati regolari;
6)caratterizzazione chimica del metabolismo secondario della pianta endemica del deserto algerino
Launea arborescens, utilizzata in medicina popolare;
7) studio dell'attivitГ citostatica di alcuni estratti lipofili di culture liquide di funghi del genere
Penicillium.
8) definizione della relazione tra l'attivitГ antipsoriasi dell'avarolo e la regolazione di vari markers del
processo infiammatorio quali la generazione del TNF-alfa e l'attivazione del NF-kappaB. Questi
fattori sono stati studiati sia su cellule umane sia su modelli animali.
9) determinazione del processo di biodegrazione dei LAS nell'ascidia Styela plicata, nell'ambito di un
impianto di biorimediazione marina.
Inoltre ГЁ stato organizzato una Scuola Internazionale su "Chemical Methods in Marine Ecology",
che ha visto la partecipazione di 14 studenti selezionati tra richieste avute da tutto il mondo.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Stazione Zoologica "A. Dohrn", Napoli;
FacoltГ di Farmacia e di Scienze, UniversitГ degli Studi di Napoli "Federico II", Napoli;
FacoltГ di Medicina, Seconda UniversitГ degli Studi di Napoli;
FacoltГ di Medicina, UniversitГ degli Studi di Perugia;
FacoltГ di Farmacia, UniversitГ degli Studi di Salerno;
CNR-Istituto di Biochimica delle Proteine ed Enzimologia, Napoli;
Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Nice, Nizza, Fancia;
Dipartimento di Biologia e Zoologia, UniversitГ di Tel Aviv, Israele;
Dipartimento di Biologia, UniversitГ di Barcellona, Spagna;
INETI, Lisbona, Portogallo;
MaxPlanck -Alfred Wegner Institute, Bremerhaven, Germania;
CNR-Istituto di Scienza dell'Alimentazione, Avellino;
Museo di Scienza Naturale di Buenos Aires, Argentina;
Applied Biosystem Italia;
Ferrero SpA;
Sepe Costruzioni srl;
Neotica srl;
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Catalizzatori ad alta selettivitГ in reazioni di idroformilazione ed idrogenazione
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-,
regio- , stereo ed enantio-) di fine chemicals
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
MARCHETTI MAURO
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
regio- , stereo ed enantio-) di fine chemicals
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
MARCHETTI MAURO
Risultati conseguiti
Sono stati preparati diversi precursori catalitici di rutenio contenenti leganti fosfaciclici monodentati a
chiralitГ assiale. Questi complessi sono stati testati nel traferimento di idrogeno di chetoni. I
complessi tuttavia hanno mostrato, nelle condizioni sperimentali investigate, attivitГ ed
enantioselettivitГ modeste.
Sono stati preparati e caratterizzati complessi di rutenio [RuX2(monofosfine)2(1,2-diamine)] (X =
legante anionico) contenenti leganti fosfaciclici monodentati a chiralitГ assiale in combinazione con
diammine chirali e non. E' in corso l'applicazione di questi complessi all'idrogenazione asimmetrica
di chetoni non funzionalizzati per la preparazione di alcoli secondari chirali.
Sono stati preparati complessi di platino contenenti leganti fosfaciclici monodentati a chiralitГ assiale. Tali complessi, in presenza di SnCl2, sono stati applicati nell'idroformilazione asimmetrica
dello stirene. La reazione è altamente chemoselettiva – si osservano solo tracce di prodotto di
idrogenazione – e la regioselettività a favore dell'attesa aldeide ramificata è elevata.
L'enantioselettivitГ osservata ГЁ tuttavia modesta.
L'indagine, mediante NMR multinucleare, del meccanismo dell'idrogenazione asimmetrica promossa
da un precursore catalitico di rodio con un legante fosfaciclico monodentato a chiralitГ assiale
disponibile commercialmente, ha consentito di individuare le specie intermedie presenti in soluzione
nel corso del processo catalitico, quali solvato-complesso, addotto substrato-catalizzatore, addotto
prodotto-catalizzatore. Inoltre ГЁ stato dimostrato che due molecole di legante chirale sono legate al
metallo nella specie cataliticamente attiva. Alla luce di questi risultati, ГЁ' stato ottimizzato il processo
di preparazione del precursore catalitico di rodio utizzato nell'idrogenazione asimmetrica con il
medesimo legante: a differenza di quanto riportato in letteratura, nelle condizioni sperimentali messe
a punto, tutto il rodio utilizzato ГЁ presente sotto forma di complesso cataliticamente attivo.
Sono stati messi a punto dei processi di idroformilazione Tandem, che hanno consentito la
preparazione in un solo stadio di indoli sostituiti bio-attivi partendo da prodotti di partenza semplici e
poco costosi quali cinnamilaldeidi sostituite.
E' continuato lo studio su complessi di rodio ed iridio con leganti di origine naturale quali proteine e
peptidi, ГЁ stato realizzato uno studio sull'idrogenazione in fase acquosa di alcheni sostituiti
utilizzando questi catalizzatori nanostrutturati con risultati piГ№ che soddisfacenti.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Prosegue la collaborazione con il Prof. Gladiali del Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Sassari
inerente la sintesi e caratterizzazione di complessi di rodio, rutenio e platino con leganti fosfaciclici
monodentati a chiralitГ assiale e la loro applicazione in processi catalitici per la formazione chemo-,
regio- e stereoselettiva di legami C-C e C-H a doppi legami C-X (X = C, O, N). Nell'ambito di tale
collaborazione, il Dr. Marchetti e la Dr. Alberico risultano componenti dell'UnitГ di Ricerca di Sassari
del Progetto PRIN 2007 di cui ГЁ coordinatore scientifico il Prof. Gladiali. La Dr. Alberico ГЁ inoltre
correlatrice (relatore Prof. Gladiali) della tesi di laurea specialistica della Dr. Stefania Denurra che
svolge dal Novembre 2008 il proprio tirocinio formativo presso l'ICB – sede territoriale di Sassari.
I risultati positivi conseguiti nello studio del meccanismo dell'idrogenazione asimmetrica promossa
da un precursore catalitico di rodio con un legante fosfaciclico monodentato a chiralitГ assiale
hanno consentito di intraprendere la collaborazione con il Prof. De Vries della DSM Pharmaceutical
Products, industria che produce il legante (il Prof. De Vries lavora anche presso l'UniversitГ di
Groningen).
Prosegue la collaborazione con il Prof. Beller del Leibniz Institut fuer Catalise an der Universitaet
Rostock. Uno dei complessi rodio-legante fosfaciclico monodentato chirale da noi preparati ГЁ stato
testato quale catalizzatore per la produzione di idrogeno da addotti acido formico-ammina.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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di ricerca
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Basi molecolari della produzione con finalitГ energetiche di idrogeno da fonti biologiche
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Nuovi materiali per produzione, purificazione e 'storage' di idrogeno
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
FONTANA ANGELO
Risultati conseguiti
Bio-idrogeno definisce per convenzione l'idrogeno gassoso prodotto da alcuni forme di vita
microscopiche. In effetti il biogas non ha proprietГ differenti dal quello che brucia nel sole o che ГЁ
puГІ essere ottenuto per reforming del petrolio. Il termine, che dal punto di vista puramente
semantico puГІ apparire ingannevole, ha comunque il pregio di mettere in evidenza una naturalitГ del
gas, contrapponendo la produzione biologica a quella ottenute attraverso processi tecnologici. In
questa prospettiva, appare particolarmente interessante la produzione di idrogeno attraverso
fermentazione di carboidrati con batteri in grado di vivere a temperature superiori ai 60 В°C. Questi
straordinari microrganismi, genericamente noti come termofili, possono essere isolati da terreni
vulcanici sia marini che terrestri. Thermotoga neapolitana, un piccolo batterio isolato per la prima
volta da una fumarola sottomarina del Golfo di Napoli, ГЁ il prototipo di questi diligenti operai in
miniatra in grado di convertire con alti tassi di produzione vari tipi di zuccheri in idrogeno, con una
resa teorica di 4 molecole di gas per ogni molecola di zucchero (glucosio) fermentata. Nonostante
le considerevoli premesse, l'uso quotidiano di questi microrganismi ГЁ tuttavia ancora lontano e
richiede ancora un notevole sforzo di ricerca per risolvere i problemi tecnologici connessi alla
costruzione di impianti efficienti. In effetti, al meglio delle condizioni sperimentali, la resa reale in bioidrogeno raggiunta in bioreattori che utilizzano Thermotoga non supera il 70% di quella ideale.
Inoltre, questi tassi di produzione possono essere mantenuti per un tempo relativamente breve,
rendendo il processo non ancora esportabile in chiave industriale. In questi anno abbiamo
completato il prototipo di un piccolo boireattore (presentato a Marzo alla fiera Mondiale dell'Energia
di Roma e a diverse fiere specializzate) in grado di raggiungere una resa di 3,6 moli di idrogeno a
partire da una mole di glucosio. Questo consente, utilizzando mezzo litro di una coltura di
Thermotoga con 5 grammi di zucchero o scarti agro-alimentari, i quantitativi di energia elettrica
prodotto dal prototipo sono a mala pena in grado di caricare un telefono cellulare, tuttavia il sistema
ha in se tutte le potenzialitГ per poter costituire un piccolo impianto in grado di soddisfare le
esigenze di una casa o condominio, in una futuribile visione di una produzione frazionata di energia
elettrica non piu' basata su megacentrali ma piuttosto organizzata su una diffusa rete di
microimpianti a bassissimo impatto ambientale.
Molto deve esser ancora fatto in particolare per capire le ragioni della "perdita" di funzionalitГ metabolica di Thermotoga e di altri batteri simili. A questo scopo, appaiono molto promettenti gli
sforzi indirizzati a studiare i meccanismi cellulari che controllano la produzione di idrogeno, partendo
in primis dalla regolazione dell'idrogenasi, l'enzima che catalizza la formazione del gas. Per
affrontare gli studi metabolici sono stati messi a punto una serie di procedure che, utilizzando NMR
ad alata risoluzione e prodotti marcati con carbonio 13, consentono di monitorare rapidamente il tipo
di composti prodotti e le vie metaboliche coinvolte. L'obiettivo finale di queste ricerche ГЁ quello di
individuare un sistema, basato su Thermotoga o su altri batteri funzionalmente simili, in grado di
"fermentare" completamente matrici complesse e di nessun valore economico, come scarti, residui
agroalimentari o biomasse.
Infine, stiamo studiando la possibilitГ di accoppiare la capacitГ di microalghe marine per produrre
carboidrati da fermentare ad idrogeno mediante Thermotoga neapolitana. SI tratta di studi
assolutamente pioneristici ma che potrebbero dare un grande contributo a risolvere il problema
della produzione di energia da fonti alternative. Il sistema ГЁ costituito da un fotobioreattore algale
sperimentale, da un reattore di idrolisi enzimatico per la conversione degli zuccheri complessi in
zuccheri semplici ed, infine, dal bireattore con Thermotoga neapolitana. Il sistema ГЁ in teoria in
grado di produrre biomasse fissando CO2 esogena in polisaccaridi e lipidi. Quest'ultimi potrebbero
essere utilizzati per la produzione di oli combustibili mentre i carboidtai, una volta scissi in pezzi piu'
piccoli, vengo fermentati ad idrogeno con produzione di acetato come scarto di produzione. Grazie
a due generosi finanziamenti privati, il sistema ГЁ stato studiato in piccoli bireattori dimostrando che ГЁ
in grado di produrre idrogeno. I prossimi studi saranno condotti sull'ottimizzazione del processo e
sulla risoluzione dei problemi impiantistici connessi.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Dott. Francesco VIZZA, CNR-ICCOM di Firenze
Dott. Giulio IZZO, ENEA-Casaccia, Roma
Ing. Marcello DIANO, M2M Engineering, Napoli
Dott. Domenico Sepe, IGI srl, Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Caratterizzazione ed utilizzo di enzimi idrolitici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Biocatalizzatori
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
TRINCONE ANTONIO
Risultati conseguiti
La glucosilazione della naringina ha portato all'ottenimento di prodotti di interesse nel processo di
deamarizzazione di succhi di frutta. L'operativitГ di tale attivitГ enzimatica a basse concentrazioni di
maltosio donor, direttamente nel succo di pompelmo appare abbastanza promettente. L'operativitГ a pH non acidi pone un problema che potrebbe essere risolto mediante modifica genetica della
glicosidasi in oggetto, con concomitanti aumenti di resa del prodotto di transglicosilazione.
La glucosilazione del 9-fluorene metanolo ha permesso di ottenere molecole antivirali che hanno
dato interessanti risultati relazionati alla catena di molecole di zucchero e alla configurazione
anomerica del legame glucosidico. Tale aspetto appare interessante per un improvement dell'attivitГ farmacologica mediante modifiche strutturali catalizzate da glicosidasi marine.
L'azione differenziata delle due lipasi commerciali C. antarctica e Rhizomucor miehei nella
distinzione degli OH fenolici sugli anelli A e B della morina ГЁ stata messa in evidenza producendo
grazie a queste tecniche enzimatiche prodotti regioselettivamente deprotetti in alte rese. Inoltre la
r is oluz ione di liganti or ganic i c ontenenti az oto c ome der iv ati del 5,6- tr ans - 9,10dihydrophenanthroline ГЁ stata possibile partendo dal corrispettivo racemato ottenenendo buone
enantioselezioni (E >200). La configurazione assoluta di tutti i prodotti ГЁ stata ottenuta via NMR e
dicroismo circolare.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
-Istituto CNR IMM nell'ambito del progetto Tecnologie sensoristiche e sistemi automatici intelligenti
per l'innalzamento competitivo delle attivitГ produttive.
-COST Action D25 Applied biocatalysis: stereoselective and environmentally
friendly reactions catalyzed by enzymes.
-Prof. Gabriella Vigorita. UniversitГ di Messina (Dipartimento Farmaco-Chimico). Utilizzo di
glicosidasi da organismi marini per la glicosilazione di farmaci finalizzata al miglioramento delle loro
attivitГ farmaco-cinetiche
-Prof. Pilar Diaz, Department of Microbiology, Faculty of Biology, University of Barcelona. Uso di
nuove lipasi per la preparazione di sintoni chirali.
-Dr. Rosario Spinella (Istituto CNR per la Microelettronica e Microsistemi IMM), PON "Sensoristica
e nanodispositivi"
-Dr.ssa Sandra Monti (Istituto CNR per la Sintesi Organica e la Fotoreattività – ISOF). Interazioni
legando-recettore di farmaci enantiopuri.
Prof. Salvatore Sortino (Dip. Scienze Chimiche, UniversitГ di Catania). Interazioni legando-recettore
di farmaci enantiopuri
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ICB_019
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progetto agroalimentare, ambiente e salute
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
CIMINO GUIDO
Risultati conseguiti
OR 1 Trattamenti post raccolta dei prodotti.
Sono stati preparati complessi supramolecolari costituiti da "-ciclodestrina ("-CD) utilizzata come
host o biomatrice e prodotti ad attivitГ fungicida al fine di proteggere il principio attivo dagli agenti
atmosferici e ottenere un lento rilascio di esso. Il principio attivo, incluso nella biomatrice
("ciclodestrina), viene rilasciato lentamente ed in modo mirato con benefici ambientali, tossicologici
ed economici.
Sebbene i complessi betaCD con carvacrolo e resveratrolo siano noti in letteratura, questi
complessi non sono mai stati utilizzati nei trattamenti in post-raccolta. Sono stati preparati i primi
complessi in "-CD dell'octilgallato e della veratraldeide, due principi attivi che manifestano sia attivitГ fungicida che antiossidante. Tutti i complessi sono stati ottenuti in forma solida mediante
precipitazione da soluzioni acquose o idroalcoliche. I complessi risultano pressochГ© inodori, ideali
per trattamenti con ortofrutticoli freschi. I complessi di "-CD con i prodotti naturali hanno permesso
un migliore dosabilitГ del prodotto da parte degli operatori e protezione dal diretto contatto con il
principio attivo specie nel caso della veratraldeide.
OR2: Controllo della qualitГ e dello stato di conservazione dei prodotti durante il trasporto
E' stato preso in considerazione un frutto tipico, la pera estiva var. Coscia. I campioni sono stati
forniti dal dr. M. Schirra (ISPA di Sassari).
E' stato dapprima condotto uno studio chimico dei componenti lipidici del frutto allo scopo di
definirne il profilo metabolico secondario. L'estratto del frutto, ottenuto trattando campioni liofilizzati
con solventi organici, ГЁ stato analizzato chimicamente. I diversi componenti sono stati isolati e il
principale metabolita ГЁ stato identificato come acido ursolico, un triterpene riportato in letteratura
come componente lipidico principale di alcune varietГ di pere. Una volta definito il marker lipidico
della specie sotto esame, ГЁ stato messo a punto un protocollo analitico HPLC (cromatografia liquida
ad alta pressione) dell'estratto del frutto. Tale protocollo consente di valutare le eventuali variazioni
nella composizione dei metaboliti secondari in campioni del frutto mediante l'esame del profilo
cromatografico HPLC. Sono stati quindi sottoposti ad estrazione e successiva analisi HPLC
campioni di pera estiva che avevano subito trattamenti di termoterapia effettuati per immersione in
acqua calda a diverse temperature o per esposizione ad aria calda per tempi diversi (attivitГ condotta dal dr. Schirra, ISPA, Sassari).
L'analisi preliminare di numerosi campioni di pera ha comunque mostrato che la composizione
terpenoidica non subisce variazioni significative in seguito al trattamento subito e che l'acido
ursolico sembra essere stabile nelle condizioni usate. E' stata comunque osservata in alcuni
campioni sottoposti al trattamento termico un lieve aumento di concentrazione di metaboliti minori,
che dovranno essere identificati successivamente.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
-Istituto CNR delle Scienze delle Produzioni Agroalimentari di Sassari-Oristano
-Istituto CNR delle Scienze delle Produzioni Agroalimentari di Bari
-Rothamsted Researcher - Harpenden, UK
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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specializzan Borsista Assegnista
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Caratterizzazione strutturale e metodiche sintetiche di librerie focalizzate
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Produzione di “quality libraries” di composti “drug-like”: Smac/DIABLO un
caso studiato
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
MANZO EMILIANO
Risultati conseguiti
Sono stati fatti test di binding delle molecole della libreria utilizzando procedure sperimentali
precedentemente validate. Una parte dei composti della libreria sono stati testati su alcune linee
cellulari tumorali note dalla letteratura avere una risposta verso molecole proapoptotiche come tali o
in combinazione con antitumorali (7 linee cellulari). Su alcune molecole della libreria sono stati
valutati i profili ADME per determinarne la possibilitГ di sviluppo come farmaci. E' in fase di
validazione una metodologia per la determinazione del binding di molecole dimeriche sul recettore
biologico. Sono stati avviati alcuni esperimenti in vivo su tre composti della libreria. Preparazione del
linker-BIR2-BIR3 di XIAP.
CHIMICA: Sono stati sintetizzati alcuni standard per la messa a punto del test di binding delle
molecole dimeriche. E' stata sintetizzata una seconda libreria focalizzata di composti, derivante
dalla libreria precedente. Sono stati sintetizzati tre composti in quantitГ piГ№ elevata per la valutazione
in vivo.
COMPUTAZIONALE: Il modello computazionale messo a punto in precedenza per modellare
l'interazione di piccoli ligandi con il dominio BIR3 di XIAP ГЁ stato utilizzato per lo screening virtuale di
una libreria di peptidomimetici ottenuta per combinazione di uno scaffold lattamico biciclico
funzionalizzato, 1300 amminoacidi e 85 ammine aromatiche.
X-RAY: Sono stati cristallizzati alcuni complessi tra il dominio BIR3 di XIAP e alcune molecole
sintetizzate. Messa a punto delle condizione per la cristallizzazione di complessi BIR2-BIR3 di XIAP
con alcune molecole della libreria sintetizzata, con lo scopo di meglio comprendere le interazioni
coinvolte, e quindi migliorare la progettazione delle librerie di molecole. Messa a punto di un
protocollo che permette di valutare l'interazione ligando –recettore in funzione della variazione del
punto di fusione rispetto alla proteina singola.
Le interazioni tra i prodotti SMAC e le proteine recettore sono state analizzate mediante
spettroscopia di risonanza magnetica nucleare utilizzando in particolare spettri STD e tr-NOESY. In
particolare sono state studiate le interazioni tra la proteina BIR3 e 3 prodotti della libreria. Per quanto
riguarda l'interazione con il complesso recettoriale formato dai frammenti BIR2-BIR3, sono stati
sottoposti ad analisi 7 composti della libreria.
ANALITICA: Sono state purificate le molecole appartenenti alla libreria sintetizzata ed ГЁ stato
progettato e realizzato un database per la gestione/stoccaggio delle molecole. Per alcuni di questi
prodotti e' stata inoltre analizzata l'interazione con il solo frammento BIR2.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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Convegno
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Principali collaborazioni
Università degli Studi di Milano – Dipartimento di Chimica Organica (Prof. Carlo Scolastico, Prof.
Pierfausto Seneci, Dr.ssa Donatella Potenza, Dr.ssa Laura Belvisi)
Università di Milano –Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologiche (Prof. Martino
Bolognesi)
CISI - Centro Interdisciplinare Studi biomolecolari e applicazioni Industriali (Centro di Eccellenza
riconosciuto dal MIUR) (Prof. Carlo Scolastico)
Istituto Nazionale dei Tumori di Milano (Dr. Domenico Delia)
In particolare la possibilitГ di svolgere tali ricerche in collaborazione con il Centro di Eccellenza
riconosciuto dal MIUR, CISI – Centro Interdisciplinare Studi biomolecolari e applicazioni Industriali,
permetterГ l'utilizzo di apparecchiature d'avanguardia nel campo dell'NMR, dell'analitica (Dr.
Vincenzo Rizzo), della sintesi e della purificazione dei prodotti.
Sono giГ in essere contatti con Aziende private interessate alla Commessa.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Progettazione e sintesi di nuovi agenti pro-apoptotici SMAC/DIABLO mimetici a basso
peso molecolare
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Produzione di “quality libraries” di composti “drug-like”: Smac/DIABLO un
caso studiato
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
RASSU GLORIA MARIA RITA
Risultati conseguiti
E' stato preparato uno standard noto in letteratura per la verifica dei dati riportati. Per la validazione
dei dati di letteratura ГЁ stato fatto un profiling dello standard in vitro e su cellule. E' stato messo a
punto il test di binding per la misura dell'attivitГ delle molecole della libreria sintetizzata. Su alcune
molecole della libreria sono stati valutati i profili ADMET per determinarne la possibilitГ di sviluppo
come farmaci. E' stata inoltre sintetizzata una libreria focalizzata basata su indicazioni
computazionali e X-Ray. COMPUTAZIONALE: E' stato messo a punto un modello previsionale per
l'interazione con il dominio BIR3 di XIAP basato sul Docking per l'individuazione di potenziali nuove
molecole da sintetizzare. Sono state fatte studi conformazionali della libreria focalizzata sintetizzata.
X-RAY: Sono stati cristallizzati alcuni complessi tra il dominio BIR3 di XIAP-ligando che ci hanno
permesso di capire meglio le interazioni coinvolte. NMR: Sono stati fatti studi conformazionali delle
molecole in soluzione e in presenza del recettore.Da punto di vista analitico sono stati messi a
punto dei metodi di purificazione caratterizzazione della libreria prodotta.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Università degli Studi di Milano – Dipartimento di Chimica Organica (Prof. Carlo Scolastico, Prof.
Pierfausto Seneci, Dr.ssa Donatella Potenza, Dr.ssa Laura Belvisi)
Università di Milano –Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologiche (Prof. Martino
Bolognesi)
CISI - Centro Interdisciplinare Studi biomolecolari e applicazioni Industriali (Centro di Eccellenza
riconosciuto dal MIUR) (Prof. Carlo Scolastico)
Istituto Nazionale dei Tumori di Milano (Dr. Domenico Delia)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Modelli multiscala per sistemi di interesse biologico
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi
di interesse per la biochimica e la chimica sostenibile.
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
AMODEO PIETRO
Risultati conseguiti
Le simulazioni del peptide antibiotico distintina hanno condotto all'elaborazione di possibili modelli per
la sua attivitГ permeabilizzante. I risultati sono stati in parte pubblicati su rivista ISI ed ГЁ in corso il
tentativo di raffinare i modelli sulla base di spettri NMR in matrice lipidica.
I risultati sui modelli di solvatazione implicita hanno prodotto un miglioramento dei protocolli di SA
adoperati nel raffinamento di strutture peptidiche e proteiche da dati NMR, ma, soprattutto, hanno
consentito di ottenere un protocollo attendibile di previsione delle proprietГ di autoinclusione in
ciclodestrine monosostituite. La comparsa in letteratura di estensioni di tali metodi ha richiesto un
integrazione dei calcoli effettuati.
I peptidi disegnati e simulati nell'ambito del progetto ACC sono stati sintetizzati e sottoposti a test
biologici preliminari, che sembrano mostrarne specifiche e peculiari proprietГ di interferenza con
l'attivitГ della chemochina SDF-1a, naturale attivatore di CXCR4. Ulteriori saggi biologici e di binding
sono in corso per evidenziare sia la validitГ dei peptidi quali scaffold per una nuova generazione di
composti, sia la possibilitГ di utilizzarne giГ qualcuno come agente diagnostico, opportunamente
legato ad una sonda fluorescente o magneticamente attiva. Dati preliminari sono riportati in
comunicazioni a congresso.
Con i programmi per l'analisi strutturale dei loop ГЁ stata individuata l'apparente esistenza di
raggruppamenti strutturali in loop omologhi di lunghezza variabile da 4 a circa 10 residui. Queste
similitudini potrebbero permettere l'individuazione di sequenze capaci di indurre specifiche
conformazioni, particolarmente in peptidi ciclici. La verifica di quest'ipotesi (vedi punto successivo)
e l'ampliamento di casistica e parametri analizzati ГЁ attualmente in corso.
I programmi del punto precedente hanno condotto alla progettazione di peptidi analoghi del loop L7
della porina batterica P2, che sono stati in parte sintetizzati e sono in fase di studio strutturale
mediante spettroscopia NMR in soluzione/calcoli, e biologico, con saggi di induzione delle attivitГ note per il loop L7 e P2. I risultati sono stati finora esposti in poster a congressi internazionali.
Per il dominio strutturale codificato dal plasmide pIT3, l'analisi comparativa tra la proteina in oggetto
e le altre primasi-polimerasi archeali, a livello sia della sequenza primaria che la struttura terziaria,
ha evidenziato la presenza di motivi strutturali peculiari in grado di spiegare la triplice funzionalitГ di
questa proteina. I risultati sono stati pubblicati in rivista ISI.
Le basi della diversa affinitГ della 2-cloro-5nitro-benzensulfonammide sulle isoforme IX e II
dell'enzima anidrasi carbonica, caratterizzate mediante MD in soluzione, sono state pubblicate in
rivista ISI.
I risultati ottenuti sul dimero della proteina Gadd45beta sono stati pubblicati su rivista ISI.
Il progetto 'Novel multiscale approach for Molecular Dynamics: a "coarse-grained" model based on
analysis of collective motions in all-atom simulations', presentato nell'ambito del Bando
DPM@CASPUR 2008 per progetti di ricerca nel campo del calcolo ad alte prestazioni, ГЁ stato
approvato, con assegnazione di 8000 SPTE (unitГ temporali CASPUR). In tale ambito, sono stati
effettuati calcoli di MD a differente temperatura su proteine omologhe, ma a diversa stabilitГ termica
ed al pH, per caratterizzarne i moti collettivi di larga ampiezza e lungo periodo, parametrizzare un
modello "coarse-grained" delle proteine e verificare se esso riproduca i suddetti moti e permetta
previsioni sulla stabilitГ termica del fold su scale temporali non raggiungibili con MD atomistiche.
E' stata sviluppata l'interfaccia web della banca dati biomolecolare, per introduzione/modifica dei
dati, che potrГ avvenire sia in modalitГ testuale, sia, per definizione di atomi e connettivitГ , con uno
strumento per la grafica molecolare, sia usando file in uno dei formati standard supportati
dall'interfaccia. L'ampliamento delle collaborazioni (vedi sotto) ha reso necessaria l'introduzione di
nuovi campi e la trasformazione dell'interfaccia in strumento piГ№ ampio di gestione collaborativa del
flusso di dati in un progetto. Si ГЁ quindi deciso di rinviare al prossimo anno la scrittura delle
procedure di query della banca dati.
Nell'ambito delle attivitГ svolte, si ГЁ palesata la necessitГ di incrementare e rendere maggiormente
interattive le collaborazioni con gruppi in grado di produrre dati sperimentali sia per ottenere
informazioni di riferimento per lo sviluppo degli strumenti computazionali, sia per la convalida dei
metodi/protocolli prodotti, sia, infine, per ottimizzare il flusso di dati e quindi la qualitГ dei lavori e
progetti applicativi. A tale scopo si ГЁ deciso di dar vita ad una nuova commessa piГ№ specificamente
incentrata su tale aspetto strategico.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Le collaborazioni in atto del gruppo sono sia interne alla Commessa che esterne: Istituto Nazionale
Tumori "Fondazione Pascale", Napoli; Istituto di Biostrutture e Bioimmagini, CNR, Napoli; Istituto per
il sistema produzione animale in ambiente Mediterraneo, CNR, Napoli; Dipart. Biochimica e
Fisiologia dell'UniversitГ di Pisa; Dipart. Chimica dell'UniversitГ della Basilicata; Centro de
Investigaciones BiolГіgicas, CSIC-Madrid-Spagna; National Institute for Medical Research, MRC,
Londra (UK).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Studio integrato computazionale e spettroscopico di oligopeptidi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo e applicazione di modelli multiscala per studiare processi e sistemi
di interesse per la biochimica e la chimica sostenibile.
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
FENUDE EMMA
Risultati conseguiti
I primi risultati della ricerca hanno permesso di instaurare una collaborazione con l'Istituto de
Quimica Organica General (Madrid) nell'ambito dell' Accordo di cooperazione scientifica tra CNR e
il CSIC (Spagna). E. Fenude, C. Miranda, R. Chicharro, B. HerradГіn, work in progress.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
IBB-CNR Napoli
C.S.I.C.(SPAGNA), Istituto de Quimica Organica General (IQOG), Madrid, Spagna.
Universitat de Valencia,Spagna, Dipartimento di Chimica Fisica, Valenzia
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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1
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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Altro
incaricato
professionale
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AttivitГ RSTL
Design e sintesi di derivati nucleotidici come nuovi agenti in processi di riconoscimento
biochimico
Responsabile:
CONSOLI GRAZIA MARIA LE
Risultati conseguiti
I risultati attesi per l'anno 2008 sono stati conseguiti, nonostante la presente RSTL validata dall'Ente
NON sia stata finanziata. Sono stati sintetizzati derivati nucleotidici multivalenti capaci di inibire,
mediante interazioni DNA-like, la replicazione di un frammento di DNA di Penicillium Italicum e di
autoassemblare in nanostrutture. Questi risultati aprono prospettive per l'utilizzo di questa classe di
composti in ambito biomedico.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
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2008
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Principali collaborazioni
La presente RSTl nell'anno 2007 ha usufruito dello scambio di competenze con I.M.M.-CNR per la
microscopia TEM, Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Catania per la microscopia SEM,
I.P.C.F.-CNR per la spettrometria di massa, I.C.T.P.-CNR per lo studio di aggregati in soluzione,
Agroindustry Advanced Technologies per le prove biologiche
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
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Principali risorse strumentali utilizzate
Intermedi e regolazione del pathway nonmevalonico in microrganismi
Responsabile:
FONTANA ANGELO
Risultati conseguiti
La nostra ricerca ha riguardato lo studio della biosintesi di terpeni, incluso la caratterizzazione dei
metaboliti finali, in batteri ed inveterati marini, con lo scopo di identificare potenziali composti o target
enzimatici per lo sviluppo di sostanze di attivitГ antibatterica. In particolare, abbiamo studiato un
invertebrato marino di origine antartica (Austrodoris kerguelenensis), un ciliato marino (Euplotes
crassus) ed un batterio marino (Actinomycetes sp, QC45B). I tre organismi sono stati selezionati
per la capacitГ di produrre terpeni . In particolare, per Actinomycetes sp., avuto dal Prof. R.
Andersen, University of British Columbia, Vancouver (Canada), abbiamo giГ dimostrato in
precedenza la presenza della via del metileritritolo. La sintesi dei terpeni negli altri due organismi
non ГЁ mai stata investigata in precedenza anche se, studi basati su indagini genetiche o con
precursori marcati su organismi simili, suggeriscono la possibilitГ della presenza della via
mevalonica. Gli studi su A. kerguelenensis sono stati condotti su animali raccolti durante la
campagna italiana 2003-04 a Baia Terranova e durante la campagna tedesca condotta nello steso
periodo con la nave Polar Stern lungo la penisola Antartica. Gli studi su diversi animali lavorati
singolarmente ha messo in evidenza una straordinaria caratteristica della biosintesi dei terpeni in
questo organismo. Austrodoris produce una classe di molecole note come gliceroli terpenoidici, di
cui ГЁ noto sia il ruolo ecologico come sostanze di deterrenza contro i potenziali predatori sia il ruolo
fisiologico come attivatori della proteina chinasi C. I gliceridi terpenoidici sono formati da una
molecola di glicerolo esterificato con un acido sesquiterpenoico o diterpenoico, normalmente in
posizione sn-2. La posizione sn-1 del glicerolo ГЁ occupato da una molecola di acido acetico. I nostri
studi hanno messo evidenza un'eccezionale variazione degli scheletri terpenici da animale ad
animale. Abbiamo identificato almeno 6 scheletri di terpenici di- e tri-ciclici differenti, ma la cosa piu'
sorprendente ГЁ che animali provenienti dalla stessa area di raccolta erano in grado di produrre
molecole differenti. In effetti ГЁ noto che variazioni anche puntiformi nel sito catalitico delle terpene
sintasi, gli enzimi responsabili per la ciclizzazione dei precursori terpenici lineari, puГІ causare una
variazione nel processo di ciclizzazione e, di conseguenza, portare a composti differenti. Noi
riteniamo che questo ГЁ quello che si verifica negli invertebrati antartici anche se la ragione di questa
variabilitГ metabolica ГЁ difficile da spiegare. Per approfondire questi aspetti abbiamo intenzione di
studiare quanto succede in Archidoris, una specie del nord Pacifico strettamente correlata ad
Austrodoris, attraverso una library di EST costruita utilizzando regioni conservate in terpeni sintasi
terrestri. Il batterio Streptomyce sp (QC45B) ГЁ stato tenuto in coltura su terreno marino con agar. In
queste condizioni il batterio produce una famiglia di triterpeni lineari, analoghi dello squalene, tutti
derivati dalla via del metileritritolo. Il batterio ГЁ stato utilizzato per lo screening di una serie di
composti naturali (incluso inibitori noti della via del metileritritolo) nel tentativo di identificare composti
in grado di inibire la sintesi dei terpeni. Abbiamo utilizzato due sistemi di screening: il primo basato
sulla capacitГ della sostanza di bloccare la crescita o uccidere il batterio, il secondo basato sulla
misurazione GCMS del tipo e dei livelli dei terpeni prodotti. Fino ad oggi, non siamo riusciti a
distinguere tra i due effetti ed identificare una sostanza che ГЁ in grado di inibire selettivamente la
biosintesi dei terpeni senza uccidere il batterio. Il ruolo dei batteri in QC45B non ГЁ noto, ma questi
risultati suggeriscono che essi siano essenziali alla sopravvivenza del microorganismo, così come
sembra chiaro che la loro sintesi dipenda solo dalla via del metileritritolo.Il prossimo passo sarГ quello di cercare di modificare il batterio in modo da cercare di renderlo in grado di utilizzare terpeni
o mevalonato esogeno, in modo da permettergli di crescere anche in presenza di inibitori della via
del meitleritritolo. Gli studi su Euplotes crassus sono molto preliminari. In effetti il ciliato, noto per
produrre una serie di sesquiterepni correlati, ГЁ stato sottoposto ad una serie di trattamenti nel
tentativo di veicolare nel suo interno precursori fluorescenti o marcati con isotopi stabili . Tra i vari
metodi abbiamo usato liposomi contenenti glucosio ,glucosio adsorbito su albumina , microsfere di
polimeri biodegradabili contenenti glucosio o acetato o fluoresceina. Purtroppo tutti i metodi di
veicolazione non hanno dato i successi sperati. Noi pensiamo che questo sia dovuto all'estrema
idrofilicitГ del glucosio e dell'acetato che tendono a sfuggire dal veicolo dissolvendosi in acqua
prima dell'incorporazione nel vacuolo interno del ciliato.
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Principali collaborazioni
Prof. Raymond Andersen, University of British Columbia, Vancouver, Canada;
Prof. Fernando Dini, UniversitГ di Pisa;
Dr. Helena Gaspar, INETI di Lisbona, Portogallo.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
La ricerca ha richiesto l'impiego di spettrometri di massa e spettroscopi di risonanza magnetica
nucleare, nonchГЁ sistemi cromatografici per la purificazioe di composti. Le crescite dei ciliati e del
batterio sono stati eseguite in incubatori.
Per gli animali antartici ci siamo seriviti del materiale raccolto durante due precedenti campagne al
Polo Sud, condotte nell'ambitno del PNRA italiano e del progetto tedesco. Il materiale ГЁ stato
ottenuto attarverso collaborazioni con Conxita Avila dell'UniversitГ di Barcellona (Spagna) e il Prof.
Raymond Andersen dell'University of British Columbia (Vancouver, Canada).
Chimica del Mare: tematica di frontiera da sviluppare nel joint laboratory ICB, Napoli SIMM,
Shanghai
Responsabile:
Risultati conseguiti
GAVAGNIN CAPOGG MARGHERITA
Le attivitГ svolte sono state sviluppate nell'ambito della consolidata collaborazione con l'Istituto di
Materia Medica di Shanghai ed in particolare con il gruppo del Prof. Y. Guo. E' stato esaminato il
materiale biologico campionato nello scorso anno rivolgendo l'attenzione in particolare alle specie
mai studiate. Numerosi nuovi composti sono stati isolati e caratterizzati spettroscopicamente. Per
alcuni di essi ГЁ stata fatta anche una valutazione delle proprietГ farmacologiche. Un aspetto
importante dell'attivitГ svolta ha riguardato gli studi ecologici su alcune specie di molluschi del Mar
Cinese Meridionale che ha permesso di definire negli animali esaminati dei peculiari meccanismi di
biotrasformazione di metaboliti dietarici in derivati utilizzati per la difesa chimica.
I risultati conseguiti possono essere così riassunti: - E' stata evidenziata la presenza peculiare di
composti scalaranici (con attivitГ antinfiammatoria) ossidati specificamente al carbonio 12 in
diverse specie di nudibranchi del genere Glossodoris, raccolti anche in aree geografiche diverse.
Tali composti non sono mai stati rinvenuti in nessun altro organismo; - E' stata determinata la
struttura e la stereochimica mediante un approfondito studio spettroscopico e analisi ai raggi X di un
polipropionato altamente funzionalizzato, che costituisce il componente principale della secrezione
difensiva di un mollusco polmonato della famiglia Onchidiidae. - Sono state caratterizzate due nuove
molecole, strutturalmente relazionate alle citosporine, inibitori del binding con l'angiotensina II,
prodotte dal fungo marino Eutypella scoparia, isolato dal mollusco polmonato prima citato. - Due
dialdeidi terpenoidiche estremamente instabili sono state individuate nel bordo del mantello del
nudibranco Chromodoris sinensis, la parte anatomica piГ№ esposta all'attacco dei predatori. I
composti sono stati evidenziati mediante analisi diretta dell'estratto del tessuto all'NMR.
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Principali risorse strumentali utilizzate
Analoghi Peptidici e pseudopeptidici della Carnosina come scavengers di aldeidi alfa,
betainsature in campo farmaceutico ed agroalimentare .
Responsabile:
GUIOTTO ANDREA
Risultati conseguiti
Per l'anno 2007 la presente ricerca libera ha prodotto risultati in misura di gran lunga superiore al
finanziamento erogato dall'ente.
Pur passata attraverso il lungo processo di valutazione, e risultata finalmente ammessa a ricevere
il finanziamento per l'anno 2007, l'Ente ha infatti ritenuto di erogare alla RSTL in oggetto la somma di
zero Euro (0,00 #), desunti da una richiesta finanziaria mai ufficialmente presentata, e purtuttavia
valutata dalla commissione alla voce "CongruitГ economica del programma proposto" con due punti
su tre.
A tale proposito, dobbiamo segnalare che il brevetto italiano frutto dell'attivitГ di ricerca pregressa ГЁ
stato possibile solo ed esclusivamente grazie all'intervento del Dipartimento di Progettazione
Molecolare, che si ГЁ fatto carico delle spese di deposito.
La partecipazione al convegno a cui ГЁ stato presentato un poster sul lavoro svolto ГЁ invece stata
coperta dal finanziamento per la Formazione Individuale 2007.
I risultati 2007, in termini di pubblicazioni ISI, brevetti e comunicazioni a convegni, stanno a
confermare la produttivitГ della proposta di ricerca e a stigmatizzare, nel contempo, la lampante
assurditГ di una RSTL approvata ma dotata per il 2007 di un finanziamento di ZERO #.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Dottorando e
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Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Brevetti
1
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Hanessian, S.; Auzzas, L.; Giannini, G.; Pisano, C.; Vesci, L.; Cabri, W. - Amide Compounds and
Their Use as Antitumor Agents
Bianco A., Franceschin M., Alvino A., Ortaggi G., Savino M. - Derivati coronenici idrosolubili attivi
come inibitori della telomerasi umana mediante induzione di strutture G-quadruplex e loro uso
come agenti antitumorali
Casiraghi, G.; Scolastico, C.; Zanardi, F.; Battistini, L.; Curti, C.; Rassu, G.; Auzzas, L.;
Burreddu, P.; Manzoni, L. P. - Integrin Targeted Cyclopeptide Ligands, Their Preparation, and
Use
Articoli ISI
1
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Adriana Arena, Nicoletta Arena, Rosella Ciurleo, Ambra de Gregorio, Rosanna Maccari, Rosaria
Ottana$, Bernadette Pavone, Annabella Tramice, Antonio Trincone, Maria Gabriella Vigorita - 2/4Substituted-9-fluorenones and their O-glucosides as potential immunomodulators and antiherpes simplex virus-2 agents. Part 5 - EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY,
Vol. 43, Pagg. 2656-2664
M. Grinco, V. Kulcitki, N. Ungur, P. F. Vlad, M. Gavagnin, F. Castelluccio, and G. Cimino - A
biomimetic synthesis of sacculatane diterpenoids. - HELVETICA CHIMICA ACTA, Vol. 91, Pagg.
249-258
Foti M. C.; Daquino, C.; DiLabio, G. A.; Ingold, K. U. - A meta effect in nonphotochemical
processes: the homolytic chemistry of m-methoxyphenol - JOURNAL OF ORGANIC
CHEMISTRY, Vol. 73, Pagg. 2408-2411
Foti M. C.; Daquino, C.; DiLabio, G. A.; Ingold, K. U. - A meta effect in nonphotochemical
processes: the homolytic chemistry of m-methoxyphenol. - JOURNAL OF ORGANIC
CHEMISTRY, Vol. 73, Pagg. 7440Calandrelli, V., Gambacorta, A., Romano, I., Carratore, V., Lama, L. - A novel thermo-alkali stable
catalase-peroxidase from Oceanobacillus onchorhynchi subsp. incaldaniensis: purification and
characterization - WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, Vol. 24,
Pagg. 2269-2275
Hanessian, S.; Auzzas, L. - Alternative and Expedient Asymmetric Syntheses of L-(+)-noviose. ORGANIC LETTERS, Vol. 10, Pagg. 261-264
Bianco A., Cavarischia C., Guiso M., Matini T - An Example of Total Synthesis of Flavones by
Heck-Sonogashira-Cassar Reaction - LETTERS IN ORGANIC CHEMISTRY, Vol. 5, Pagg.
257-261
Ammendola, S.; Mosca, L.; Bovicelli, P. - An expedient synthesis of 2,5-dihydroxytyrosol and
studies on its effects on cell growth inhibition - ARKIVOC, Vol. 8, Pagg. 105-115
Reyhan Gul Guven, Kemal Guven, Annarita Poli, Barbara Nicolaus - Anoxybacillus
kamchatkensis subsp. asaccharedens subsp. nov., a thermophilic bacterium isolated from a hot
spring in Batman - BIOLOGIA, Vol. 9, Pagg. Maione, Sabatino; Morera, Enrico; Marabese, Ida; Ligresti, Alessia; Luongo, Luciano, Ortar,
Giorgio; Di Marzo, Vincenzo - Antinociceptive effetcs of tetrazole inhibitors of endocannabinoid
inactivation: cannabinoid and non-cannabinoid receptor-mediated mechanisms - BRITISH
JOURNAL OF PHARMACOLOGY, Vol. 155, Pagg. 775-782
Urbani P., Ramunno A., Filosa R., Pinto A., Popolo A., Bianchino E., Piotto S., Saturnino C., De
Prisco R., Nicolaus B. and Tommonaro G. - Antioxidant Activity of Diphenylpropionamide
Derivatives: Synthesis, Biological Evaluation and Computational Analysis - MOLECULES, Vol.
13, Pagg. 749-761
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13
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Bianchino E. ; Saturnino C.; Tommonaro G. - Antioxidant activity of Diphenylpropionamide PHARMACOLOGY, Vol. , Pagg. Rosario Nicoletti, Maria Letizia Ciavatta, Elisabetta Buommino, Maria Antonietta Tufano Antitumor extrolites produced by Penicillium species - INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOMEDICAL COMPUTING, Vol. , Pagg. 1-23
M. AmigГі, M. PayГЎ, A. Braza-Boils, S. De Rosa, and M.C. Terencio - Avarol inhibits TNF-a
generation and NF-kB activation in human cells and in animal models - LIFE SCIENCES, Vol. 82,
Pagg. 256-264
Ratajska M, Brozek I, Senkus-Konefka E, Jassem J, Stepnowska M, Palomba G, Pisano M,
Casula M, Palmieri G, Borg A, Limon J. - BRCA1 and BRCA2 point mutations and large
rearrangements in breast and ovarian cancer families in Northern Poland - ONCOLOGY
REPORTS, Vol. 19, Pagg. 263-268
Bartucci R., Guzzi R., De Zotti M., Toniolo C., Sportelli L., Marsh D. - Backbone dynamics of
alamethicin bound to lipid membranes: Spin-echo electron paramagnetic resonance of TOACspin labels - BIOPHYSICAL JOURNAL, Vol. 94, Pagg. 2698-2705
Ognibene, E.; Bovicelli, P.; Adriani, W.; Saso, L.; Laviola, G. - Behavioral effects of 6bromoflavanone and 5-methoxy-6,8-dibromoflavanone as an olytic compounds - PROGRESS
IN NEURO-PSYCHOPHARMACOLOGY & BIOLOGICAL PSYCHIATRY, Vol. 32, Pagg. 128-134
Rosario Nicoletti, Elisabetta Buommino, Anna De Filippis,Maria Lopez-Gresa, Emiliano Manzo,
Angela Carella, Marcella Petrazzuolo,Maria Antonietta Tufano. - Bioprospecting forantagonistic
Penicillium strains as a resource of new antitumor compounds - WORLD JOURNAL OF
MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, Vol. 24, Pagg. 189-195
H. Gaspar, A. Cutignano, T. Ferreira, G. Calado, G. Cimino, A. Fontana - Biosynthetic Evidence
Supporting the Generation of Terpene Chemo-Diversity in Marine Molluscs of the genus
Doriopsilla - JOURNAL OF NATURAL PRODUCTS, Vol. 24, Pagg. 1981-1987
Codolo G., Amedei A., Steere A.C., Papinutto E., Cappon A., Polenghi A., Benagiano M., Rossi
Paccani S., Sambri V., Del Prete G., Baldari C.T., Zanotti G., Montecucco C., D$Elio M.M., De
Bernard M. - Borrelia burgdorferi NapA-Driven Th17 Cell Inflammation in Lyme Arthritis ARTHRITIS AND RHEUMATISM, Vol. 58, Pagg. 3609-3617
Di Marzo V, Gobbi G, Szallasi A - Brain TRPV1: a depressing TR(i)P down memory lane? TRENDS IN PHARMACOLOGICAL SCIENCES, Vol. 29, Pagg. 594-600
Moretto A., Terrenzani F., Crisma M., Formaggio F., Kaptein B., Broxterman Q.B., Toniolo C. C-alpha-Methyl proline: a unique example of split personality - BIOPOLYMERS, Vol. 89, Pagg.
465-470
Di Marzo V. - CB(1) receptor antagonism: biological basis for metabolic effects. - DRUG
DISCOVERY TODAY, Vol. 13, Pagg. 1026-1041
Geraci C., Consoli G. M. L., Galante E., Bousquet E., Pappalardo M. and Spadaro A. - Calix[4]
arene Decorated with Four Tn Antigen Glycomimetic Units and P3CS Immunoadjuvant:
Synthesis, Characterization, and Anticancer Immunological Evaluation - BIOCONJUGATE
CHEMISTRY, Vol. 19, Pagg. 751-758
Ortar, Giorgio; Cascio, Maria Grazia; Moriello, Aniello Schiano; Camalli, Mercedes; Morera,
Enrico; Nalli, Marianna; Di Marzo, Vincenzo - Carbamoyl tetrazoles as inhibitors of
endocannabinoid inactivation: A critical revisitation. - EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL
CHEMISTRY, Vol. 43, Pagg. 62-72
Ortar G, Cascio MG, Moriello AS, Camalli M, Morera E, Nalli M, Di Marzo V. - Carbamoyl
tetrazoles as inhibitors of endocannabinoid inactivation: a critical revisitation - EUROPEAN
JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 43, Pagg. 62-72
D'Ambrosio K, Vitale RM, DognГ© JM, Masereel B, Innocenti A, Scozzafava A, De Simone G,
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selectivity for targeting the tumor associated isoforms IX and XII. - JOURNAL OF MEDICINAL
CHEMISTRY, Vol. 51, Pagg. 3230-3237
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Riggi E.; PatanГЁ C.; Ruberto G.. - Carotenoids content at different ripening stages in processing
tomato in relation to soil water availability. - AUSTRALIAN JOURNAL OF AGRICULTURAL
RESEARCH, Vol. , Pagg. L. Palombi, C. Bocchino,T. Caruso, R. Villano, A. Scettri - Cathodic C–H electro-activation in ionic
liquid: An improved electrochemical method for the conjugate addition of 1,3-dicarbonyl
compounds - CATALYSIS COMMUNICATIONS, Vol. 10, Pagg. 321-324
Dutot L., Wright K., Wakselman M., Mazaleyrat J.P., Peggion C., De Zotti M., Formaggio F.,
Toniolo C. - Central-to-axial chirality transfer and induced circular dichroism in 6,7-dihydro-5Hdibenz[c,e]azepine derivatives of alpha- and beta-amino esters - TETRAHEDRON LETTERS,
Vol. 49, Pagg. 3475-3479
Cesare Giordano and Sergio Ammendola. - Characterization of mutants of Sulfolobus
solfataricus signature amidase able to hydrolyse R-ketoprofen amide. - PROTEIN AND
PEPTIDE LETTERS, Vol. 15, Pagg. 617-623
Caruso Francesco; Pettinari Claudio; Paduano Francesco; Villa Raffaella; Marchetti Fabio; Monti
Elena; Rossi Miriam. - Chemical Behavior and in Vitro Activity of Mixed Phosphine Gold(I)
Compounds on Melanoma Cell Lines. - JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 51, Pagg.
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Strazzullo G., Gambacorta A., Vella F. M., Immirzi B., Romano I., Calandrelli V., Nicolaus B.,
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a simplified method from cultures of Halomonas campaniensis. - WORLD JOURNAL OF
MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, Vol. 24, Pagg. 1513-1519
Gino Lucente, Mario Paglialunga Paradisi, Cesare Giordano, Anna Sansone, Domenica Chemotactic tripeptides incorporating at position 2 В±-aminoacid residues with unsaturated side
chains - AMINO ACIDS, Vol. 35, Pagg. 329-338
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cellulose-based - CHIRALITY, Vol. 20, Pagg. 63-68
Evidente A, Ricciardiello G, Andolfi A, Sabatini MA, Ganassi S, Altomare C, Favilla M, Melck D. Citrantifidiene and citrantifidiol: bioactive metabolites produced by Trichoderma citrinoviride with
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Characterization of the mixed metal complexes of peptides. - DALTON TRANSACTIONS, Vol. ,
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Gatto E., Porchetta A., Stella L., Guryanov I., Formaggio F., Toniolo C., Kaptein B., Broxterman
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based on alpha,alpha-disubstituted glycyl residues - CHEMISTRY & BIODIVERSITY, Vol. 5,
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Torras J., Zanuy D., Crisma M., Toniolo C., Betran O., AlemГЎn C. - Correlation between
symmetry breaker position and the preferences of conformationally constrained homopeptides: a
molecular dynamics investigation - BIOPOLYMERS, Vol. 90, Pagg. 695-706
Rossi, Miriam; Caruso, Francesco.; Opazo, Cristian.; Salciccioli, Justin. - Crystal and Molecular
Structure of Piceatannol; Scavenging Features of Resveratrol and Piceatannol on Hydroxyl and
Peroxyl Radicals and Docking withTransthyretin - JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD
CHEMISTRY, Vol. , Pagg. M. L. Ciavatta, M. Pilar Lopez-Gresa, M. Gavagnin, R. Nicoletti, E. Manzo, E. Mollo, Y.-W. Guo,
and G. Cimino. - Cytosporin-related compounds from the marine-derived fungus Eutypella
scoparia - TETRAHEDRON, Vol. 64, Pagg. 5365-5369
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M. Sechi, U. Azzena, M.P. Delussu, R. Dallocchio, A. Dessì, A. Cosseddu, N. Pala and N.
Neamati - Design and Synthesis of Bis-amide and Hydrazide-containing Derivatives of Malonic
Acid as Potential HIV-1 Integrase Inhibitors - MOLECULES, Vol. 13, Pagg. 2442-2461
Annabella Tramice, Giuseppina Andreotti, Antonio Trincone - Direct enzymatic glucosylation of
naringin in grapefruit juice by alpha-D-glucosidase from the marine mollusc Aplysia fasciata BIOTECHNOLOGY JOURNAL, Vol. 3, Pagg. 545-554
Sartori, A.; Curti, C.; Battistini, L.; Burreddu, P.; Rassu, G.; Pelosi, G.; Zanardi, F.; Casiraghi, G.;
- Direct-type vinylogous Mukaiyama-Michael addition reactions involving pyrrolinone donors TETRAHEDRON, Vol. 64, Pagg. 11697-11705
Zanardi, F.; Burreddu, P.; Rassu, G.; Auzzas, L.; Battistini, L.; Curti, C.; Sartori, A.; Nicastro, G.;
Menchi, G.; Cini, N.; Bottoncetti, A.; Raspanti, S.; Casiraghi, G. - Discovery of Subnanomolar
Arginine-Glycine-Aspartate-Based aVb3/aVb5 Integrin Binders Embedding 4-Aminoproline
Residues. - JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 51 (6, Pagg. 1771-1782
Matias I, Petrosino S, Racioppi A, Capasso R, Izzo AA, Di Marzo V. - Dysregulation of peripheral
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Articoli non ISI
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batteri termofili: sviluppi e prospettive. - Energetica News, Vol. 5, Pagg. 4Fontana, G. d'Ippolito, L. Dipasquale, A. Gambacorta, I. Romano, M. Vella, F. Vizza, Produzione ed utilizzo di idrogeno da fonti biologiche - In Diritto &LibertГ , Vol. , Pagg. -
Articoli in atti di Convegno
1
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8
Marina Pisano, Sara Cossu, Ilaria Sassu, Davide Fabbri, Maria Antonietta Dettori, Giuseppe
Palmieri, Giovanna Delogu and Carla Rozzo - 39. %Natural derived hydroxylated byphenyl
compounds as potential anti-melanoma agents - NPCT-Natural Product Cancer Therapy,, napoli
B. Nicolaus, A. Poli, M. Pulsinelli, G. Tommonaro - Alimentazione: lo scarto come risorsa. Il caso
“pomodoro”. - Atti del XX Congresso dell!Ordine Nazionale dei Biologi “La biologia verso il futuro:
dall!evoluzione normativa alle biotecnologie”,, Abano Terme PD
Marina Pisano, Ilaria Sassu, Davide Fabbri, Maria Antonietta Dettori, Giuseppe Palmieri,
Giovanna Delogu e Carla Ro - Analoghi strutturali della curcumina come potenziali agenti
antitumorali contro il melanoma maligno - AIOM-Associazione Italiana Oncologia Medica,, cagliari
Marina Pisano, Sara Cossu, Davide Fabbri, Maria Antonietta Dettori, Ilaria Sassu, Giuseppe
Palmieri, Giovanna Delogu e Carla Rozzo - AttivitГ antiproliferativa e proapoptotica di bifenili
relazionabili alla struttura della curcumina su cellule di Melanoma Maligno$ - SardiniaChem2008,
sassari
Maria Paola Mascia , Carla Cossu, Maria Luisa Serra, Giovanni Biggio,Davide Fabbri, Maria
Antonietta Dettori e Giovanna Delogu - BIFENILI IDROSSILATI DI ORIGINE NATURALE COME
LEGANTI PER RECETTORI DI TIPO GABAA. - SardiniaChem2008, Sassari
Mascia, M.P.; Fabbri, D.; Dettori, M.A.; Cossu, C.; Serra, M.; Carta, S.; Delogu, G.; Bigio, G. Biphenyl hydroxylated derivatives are positive modulators of human GABAAreceptors$ - .
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D'Ambrosio K, Vitale RM, DognГЁ JM, Masereel B, Innocenti B, Scozzafava A, Supuran CT, De
Simone G - Carbonic Anhydrase inhibitors:bioreductive nitro-containing sulfonamides with
selectivity for targeting the tumor associated isoforms IX and XII - Naples Workshop on bioactive
peptides: “New frontiers in the search of bioactive molecules: from Peptides to Drugs, Napoli
Molnar AF, Galdiero S, Benedetti E and Amodeo P. - Conformational preferences of peptides
from Haemophilus influenzae P2 Porin loop-7 by a novel bioinformatic analysis tool - Naples
Workshop on bioactive peptides: “New frontiers in the search of bioactive molecules: from
Peptides to Drugs”., Napoli
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Gomez D' Ayala G, Basile MA, Cerruti, F., Gambacorta A., Laurienzo, P.Malinconico, M., Vella
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the 2nd Asia-Pacific International Peptide Symposium,
Mario Schirra, Salvatore D$Aquino, Giovanna Delogu, Valerio Borzatta - Effect of "-cyclodextrinthabendazole-pyperonyl butoxide supramolecular complex on postharvest blue and green molds
decay control of inoculated citrus fruit - 9th ICPP-International Congress in Plant Phatology,
torino
Anna Maria Posadino, Annalisa Cossu, Marco Fois, Silvia Deidda, Maria Antonietta Dettori,
Davide Fabbri, Giovanna Delogu, Marc SallГ©, Gianfranco Pintus - INFLUENCE OF
TETRATHIAFULVALENE (TTF) AND DERIVATIVES ON REDOX STATE AND CELL VIABILITY
OF HUMAN ENDOTHELIAL CELLS - SardiniaChem2008, Sassari
Monti SM, Tornatore L, Vitale RM, Dathan N, Marasco D, Papa S, Franzoso G, Benedetti E and
Ruvo - Insights into the dimeric structure of Gadd45b and its interaction with MKK7 - 11th Naples
Workshop on bioactive peptides: “New frontiers in the search of bioactive molecules: from
Peptides to Drugs”, Napoli
Marina Pisano, Sara Cossu, Ilaria Sassu, Gabriella Pagnan, Davide Fabbri, Maria Antonietta
Dettori, Giuseppe Palmieri, Giovanna Delogu, Mirco Ponzoni and Carla Rozzo - New curcumin
analogues as potential antitumour agents against malignant melanoma$ - 50th Annual Meeting of
the Italian Cancer Society, napoli
Pisano M, Cossu S, Sassu I, Fabbri D, Pagnan GВ°, Dettori MA, Palmieri G, Ponzoni MВ°, Delogu
G, Rozzo C - New curcumin analogues present an enhanced anti-proliferative activity in
malignant melanoma cells$ - AIOM-X Congresso Nazionale di Oncologia Medica,, verona
Monfregola L, Salapete F, Sacal S, Amodeo P, Vitale RM, De Luca S. - New peptide antagonists/
agonists as selective ligands for CXCR4 receptor - Naples Workshop on bioactive peptides:
“New frontiers in the search of bioactive molecules: from Peptides to Drugs”, Napoli
Anna Maria Roggio; Gloria Rassu; Luciana Auzzas; Paola Burreddu; Vincenzo Zambrano; Paola
Carta; Luigi Pinna - Nuovi Motivi Azabiciclo [X.2.1] Alcanici - SardiniaChem 2008, Sassari
Roggio, A. M.; Rassu, G.; Auzzas, L.; Burreddu, P.; Zambrano, V.; Carta, P.; Pinna, L. - Nuovi
Motivi Azabiciclo [x.2.1] alcanici. - SardiniaChem 2008: Giornata di Studio Dedicata alla Chimica
Organica delle Molecole Biologicamente Attive, Sassari
V. Migaleddu M.Chessa , N.Culeddu - PRELIMINARY INVESTIGATION ON HUMAN
HEPATOCELLULAR CARCINOMA USING HIGH RESOLUTION MAGIC ANGLE SPINNING
1H NMR SPECTROSCOPY - XVIII National Congress on Magnetic Resonanc e, Bressanone
Maria Antonietta Dettori, Davide Fabbri, Marina Pisano, Carla Rozzo, Giuseppe Palmieri and
Giovanna Delogu* - Preparation of new hydroxylated natural-like biphenyls and their antitumoral
activity - XXIVth International Conference on Polyphenols, Salamanca
Maria Antonietta Dettori; Davide Fabbri; Giovanna Delogu - SINTESI DI NUOVI COMPOSTI
BIFENILICI C-PRENILATI E O-PRENILATI: - SardiniaChem2008, Sassari
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Congress on the Processing Tomato and 9th ISHS Symposium on the Processing Tomato,
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Canevet David ; Le Derf Franck ; SallГ© Marc ; Dettori Maria-Antonietta ; Fabbri, Davide, Delogu,
Giovanna ; Zhang, Guanxin ; Zhang, Deqing ; Zhu, Daoben - Tetrathiafulvalene-based
switchable architectures - 2nd EuCheMS Chemistry Congress, torino
Kim M.-H., Park S.-C., Shin S.-O., Lee S.Y., Park Y., Stella L., Toniolo C., Hahm K.-S. - Trichogin
GA IV and its analogues: mode of action and antibiotic activity against Gram-positive and MRSA
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Libri
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Interconnecting Spacer: History, Current Developments and Impact on Asymmetric Catalysis Phosphorus Ligands in Asymmetric Catalysis, Boerner Armin - Wiley-VCH, Weinheim
Tommonaro G., Nicolaus B., De Prisco R., De Giulio A., Strazzullo G, Poli A. - Comparative
Studies of Antioxidant Compounds in Different Tomato$s Cultivars - Tomatoes and Tomato
Products: nutritional, medicinal and therapeutic properties, Victor R. Preedy and Ronald Ross
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Folini, Tortona (Alessandria)
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Publ, Enfield USA
Gladiali S., Alberico E. - Phosphepines - Phosphorus Ligands in Asymmetric Catalysis, Boerner
Armin - Wiley-VCH, Weinheim
Rapporti
1
2
Giovanna Delogu - Antifeedant and toxic effect of encapsulated Humulus lupus L.
( Cannabaceae )
Giovanna Delogu - “Microencapsulation of plant activator & NMR for assessment of inclusion”
Principali risorse strumentali dell!Istituto
L' istituto ha un parco macchine di valore, potendo contare numerosi spettrometri NMR e MS, tra le
grandi apparecchiature. Inoltre vanno anche ricordate tutte le apparecchiature per il servizio di
crescite microbiche ed algali.
Centrifughe, ultracentrifughe, HPLC, FAST-HPL e tutte le apparecchiature di base per ricerche nel
campo della chimica biomolecolare. Tale patrimonio di apparecchiature, acquisite con fondi del CNR
e/o maggiormente con fondi esterni, stanno subendo un progressivo deterioramento, non ricevndo
piГ№ gli istituti la quota di manutenzione e/o di aggiornamento per tale patrimonio. Il perdurare di
questa situazione porterГ progressivamente alla obsolescenza di un patrimonio che per anni ГЁ
stato ed ГЁ all' avanguardia.
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
Nel 2008 l' ICB ha cambiato direttore. Dopo oltre 20 anni di direzione del Dr. Guido Cimino, ГЁ
subentrato un nuovo direttore nella persona del Dr. Agata Gambacorta, con presa di servizio il 16Luglio 2008. Pertanto, il 2008 ГЁ stato un anno di transizione che perГІ non ha minimamente intaccato
e/o rallentato le attiviГ dell' Istituto, tenendo anche conto della peculiare distribuzione territoriale della
rete scientifica dell' ICB. Oltre alla sede di Pozzuoli l' ICB ha 4 UOS distribuite su tutto il territorio
italiano: Padova, Roma, Sassari e Catania.
Alle diverse collocazioni territoriali dell' ICB corrispondono competenze scientifiche, differenziate ed
altamente qualificate, nei campi scientifici che convergono verso la Chimica Biomolecolare. Tutte le
attivitГ sono complementari e ben coordinate in un'unica tematica che mira a valorizzare la
conoscenza e le applicazioni di molecole bioattive.
L'ICB ГЁ saldamente inserito in una fitta rete di collaborazioni internazionali testimoniata dalla
presenza di scienziati stranieri, da tutti i Continenti, che sono sia ospiti sia appaiono in molte delle
pubblicazioni scientifiche dell'ICB. Numerosa ГЁ anche la presenza dell'ICB, in Comitati Scientifici e
in autorevoli Congressi internazionali.
Nel 2008 ГЁ stato avviato dal CNR il processo di valutazione degli Istituti, per cui l' ICB ha
attivamente lavorato con impegno per la preparazione al meglio del documento di valutazione da
sottoporre ai "panelist".
Inoltre, da ultimo, ma non di secondario interesse ГЁ la criticitГ economica con cui l'ICB deve fare i
conti ormai da anni. Tale criticitГ danneggia molto i giovani ma anche tutto il personale per la
mancata partecipazione a convegni, incontri, corsi di aggiornamento. La impossibiltГ di manutenere
al meglio le apparecchiature, di aggiornarle o sostitutire quelle ormai in disuso arreca grave danno
alla buona ricerca che l' ICB svolge e che continuerГ a svolgere. Questi sono solo piccolissimi
esempi sulle conseguenze dei poco adeguati finanziamenti. I colleghi sono, infatti, stati impegnati
nella stesura di numerosissimi progetti con finanziamenti sia pubblici che privati, dei quali non si
conosce ancora l' esito.
I lavori pubblicati nel 2008 si collocabo nell' ambito di 4 macroaree: bioorganica, biomedicina,
chimico-sintetica e biologia.
Elementi di autovalutazione
Alle diverse collocazioni territoriali dell' ICB corrispondono competenze scientifiche, differenziate ed
altamente qualificate, nei due campi scientifici, chimico e biochimico, che convergono verso la
Chimica Biomolecolare. Tutte le attivitГ sono complementari e ben coordinate in un'unica tematica
che mira a valorizzare la conoscenza, la preparazione e le applicazioni di molecole bioattive.
Oltre all' attivitГ di ricerca, l' ICB svolge un' intensa attivitГ di formazione nei confronti di giovani
ricercatori, borse di studio, contratti di ricerca, etc.) e studenti delle UniversitГ (tesi di laurea,
dottorati, tirocinio, etc.). Collaterale e non meno impoertante ГЁ l' attivitГ di divulgazione scientifica
svolta dai riceratori presso le scuole superiori e presso i propri laboratori mediante la stipula di
convenzioni, presntazioni di progetti didattici-formativi, settima della cultura e dei laboratori aperti,
etc.
Nel 2008 l' ICB ha pubblicato 187 lavori su riviste ISI. L'ICB ГЁ saldamente inserito in una fitta rete di
collaborazioni internazionali testimoniata dalla presenza di scienziati stranieri, da tutti i Continenti,
che sono sia ospiti sia appaiono in molte delle pubblicazioni scientifiche dell'ICB. Numerosa ГЁ anche
la presenza dell'ICB, in Comitati Scientifici e in autorevoli Congressi internazionali.
Elementi c he c aratteriz z ano l'ICB s ono: Ec c ellente produttiv itГ s c ientifi c a e buon
autofinanziamento. L'ICB gode di finanziamenti Europei, regionali e ministeriali. Significativa ГЁ anche
la quota derivante dal mondo produttivo. Tale rapporto ГЁ di 1: 5 (ordinario/fondi esterni).
Quasi tutte le commesse sono nel progetto 1, mentre vi sono diversi moduli nei progetti 3, 6 e una
nuova proposta di commessa nel progetto 7, comprendente i due moduli PM.P06.012.003 e
PM.P06.012.005 e 2 RTL. Tutte le commesse hanno mantenuto la tempistica nel raggiungimento
degli obiettivi previsti ed hanno una buona capacitГ di autofinanziamento.
PM.P01.008. La commessa, articolata in due moduli, ha raggiunto i seguenti risultati. Di particolare
interesse l'isolamento e la definizione tassonomica di nuove specie alofile estremofile da ambienti
mai studiati prima. Di interesse sono gli studi condotti per la purificazione e caratterizzazione di
enzimi da estremofili ad elevato potenziale applicativo come una proteasi extracellulare termostabile
e una catalasi–per ossidasi, e la messa a punto di un nuovo metodo ecocompatibile per il recupero
di poliidrossialcanoati da culture microbiche di estremofili e non cresciute su terreni di scarto.
Nell'ambito della valorizzazione degli scarti di produzione agro-alimentare sono state valutate le
potenzialitГ farmacologiche del polisaccaride estratto dagli scarti di lavorazione del pomodoro, in
quanto possiede attivitГ anti-infiammatoria. Sono proseguiti gli studi su molecole antiossidanti
naturali ottenute da ibridi di pomodori e dei derivati sintetici del diphenylpropionamide, In particolare, i
derivati contenenti come sostituente il gruppo morfolinico hanno mostrato un'attivitГ antiossidante
superiore rispetto agli altri composti testati indicandone la relazione struttura-attivitГ .
Il personale afferente alla commessa ha collaborazioni nazionali ed internazionali ed interagisce con
realtГ locali. Il personale della commessa ha partecipato a numerosi eventi scientifici a carattere
divulgativo, come seminari ed allestimenti di fiere: "MedPack 2008", "La notte dei ricercatori",
progetto europeo che si svolto presso il Planetario- Museo della CiviltГ Romana di Roma, la Fiera
"Energethica 2008", Zero Emission 2008", Convegno "Per uscire dall'economia del petrolio,
organizzato da Legambiente alla Fiera di Roma.
PM.P01.009 La commessa ГЁ articolata in 3 moduli, il cui filo conduttore tematico ГЁ lo sviluppo di
competenze chimiche. L'attivitГ di ricerca, a carattere interdisciplinare, riguarda studi per
l'ottenimento di molecole caratterizzate dal possedere attivitГ terapeutica o capaci di espletare
riconoscimento molecolare utile per un pratico sfruttamento nel settore biomedico. Il raggiungimento
dell'obiettivo prefissato, utilizza due approcci: uno di tipo sintetico e un altro basato sul rinvenimento
da fonte naturale.
PM.01.010 L'obiettivo della presente commessa, articolata in tre moduli, ГЁ stato quello di puntare su
specifiche patologie, sfruttando le competenze che i ricercatori afferenti al progetto hanno
sviluppato negli anni, per contribuire all'avanzamento delle conoscenze nel campo della
comprensione dei meccanismi alla base di dette malattie e nella produzione di nuove classi di
farmaci che vadano ad interferire su questi meccanismi.
PM.P01.011 La commessa, organizzata in quattro moduli, ГЁ rivolta alla sintesi orientata verso la
diversitГ di composti con potenziale attivitГ biologica e agli studi ad essa collegati. Vengono
utilizzate metodologie e strategie sintetiche rivolte alla preparazione di piccole collezioni di composti
caratterizzati dalla diversitГ molecolare. E' di fondamentale importanza la capacitГ di prevedere le
caratteristiche strutturali e funzionali delle nuove molecole capaci di svolgere le funzioni biologiche
richieste e di individuare e caratterizzare profili molecolari di sistemi biologici. La ricerca ha
interessato l'utilizzo di metodologie e strategie sintetiche e catalitiche anche ad elevato controllo
stereochimico al fine di creare una prevedibile diversitГ molecolare a partire da precisi 'scaffold'
molecolari per ottenere piccole collezioni di composti di interesse nella terapia per patologie
oncologiche ed in particolare il melanoma umano, per patologie neurodegenerative come la Sclerosi
Multipla basata su inibitori peptidomimetici di Caspasi 1 e per patologie che interessano recettori
associati a canali ionici quali il recettore sensibile alla stricnina e quello per la serotonina tipo 5HT3A.
Gli 'scaffold' molecolari utilizzati hanno interessato piccole molecole organiche provenienti
soprattutto dal <pool naturale> e hanno riguardato principalmente zuccheri, amminoacidi e bifenili
idrossilati. Tra gli altri sono preparati derivati bifenilici della curcumina e del deidrozingerone
attraverso procedure sintetiche semplici e in accordo ai dettami della chimica sostenibile. I derivati
bifenilici hanno mostrato attivitГ antiproliferativa e proapoptotica nei confronti di cellule di melanoma
umano primario a livello microM senza interferire nella crescita dei fibroblasti inoltre, in alcuni casi,
nello studio dell'azione in recettori associati a canali ionici, le nuove strutture hanno evidenziato
attivita' ansiolitica nettamente superiore a noti medicinali in commercio.
PM.P01.012 Di rilevante interesse sono i risultati di tale commessa (articolata in due moduli), in
particolare del modulo PM.P01.012.02 che ha prodotto un numero elevato di pubblicazioni (superiori
a trenta) e con alta capacitГ di autofinanziamento. I partecipanti a questa commessa hanno una
fortissima interazione con il mondo dell' industria oltre a numerosi gruppi scientifici nazionali ed
internazionali. I risultati piГ№ interessanti orientati verso la chimica-medica sono:
Sviluppo di un inibitore misto dell'enzima "fatty acid amide hydrolase" (FAAH) e del canale "transient
receptor potential vanilloid type 1" (TRPV1) ad attivitГ analgesica ed ansiolitica piГ№ potente ed
efficace di inibitorisingoli FAAH o TRPV1. Scoperta che alcuni cannabinoidi non psicotropi
daCannabis hanno potente attivitГ antagonista sul canale TRPM8, e agonista sul
canale TRPA1, con potenziale attivitГ analgesica ed antitumorale. Scoperta del ruolo antitumorale
degli endocannabinoidi in un modello animale di carcinoma colorettale e del potenziale utilizzo di
inibitori FAAH come agenti terapeutici contro questo tipo di tumore. Identificazione di una
relazione causa-effetto tra elevati livelli plasmatici di endocannabinoidi e di trigliceridi in pazienti con
obesitГ addominale.
PM.P01.013 La commessa, articolata in due moduli, ha ottenuto i seguenti risultati.
-E'stato dimostrato che il lipopeptide tricogina ed alcuni suoi analoghi sintetici possiedono
significativa attivitГ antibiotica contro svariati ceppi farmacoresistenti di Streptococcus aureus,
combinata a resistenza alla degradazione enzimatica.
-E' stato sviluppato e realizzato un nuovo pro-farmaco del paclitaxel, notevolmente piГ№ solubile in
ambiente acquoso, in cui il targeting ГЁ mediato dal recettore dell'integrina alfa5-beta3, ed il delivery
dalla catepsina B secreta nell'ambiente extracellulare dalle cellule tumorali in fase di metastasi del
melanoma.
La commessa ha uno forte interazione con il mondo accademico.
PM.P01.017 L'attivitГ di ricerca della presente commessa articolata in 4 moduli ГЁ di tipo
multidisciplinare. Le tematiche principali sono:
a) diagnostica molecolare della tumorigenesi che ha dato risultati interessanti nell' individuazione
tramite NMR e analisi statistica di marker tumoregenici. Inoltre sono state utilizzate attivitГ enzimatiche da organismi marini per la modifica di prodotti naturali
b) caratterizzazione di prodotti genici coinvolti nella tumorigenesi mediante approcci genomici,
proteomici, metabolomici e metabonomici
c) identificazione di nuovi biomarcatori associati a malattia con sviluppo di kit di diagnosi molecolare
ad uso clinico-laboratoristico, attraverso la valutazione sia del profilo genetico-molecolare che delle
alterazioni di espressione e/o funzione a livello somatico;
d) identificazione di nuove molecole farmacologiche a potenziale attivitГ antiproliferativa ed
antitumorale.
PM01.020. La commessa ГЁ articolata in due moduli che in termini di risultati scientifici, ha mantenuto
un livello qualitativo e quantitativo in linea con quelli degli anni precedenti. In ambito internazionale il
gruppo di ricercatori che afferisce ГЁ stato coinvolto in letture plenarie su invito a prestigiosi convegni
scientifici del 2008. Numerose sono le collaborazioni scientifiche, il numero di progetti internazionali
e i corsi e le scuole internazionali organizzate.
L 'attivitГ ГЁ proseguita nell' identificazione di nuovi composti bioattivi da fonti principalmente marine,
e nell' approfondimento dei processi biochimici che sono alla base della produzione di queste
molecole. Il semplice "screening" di prodotti bioattivi ГЁ un approccio poco efficiente che puГІ essere
superato utilizzando mezzi ragionati per la pre-selezione degli organismi produttori e dei composti
bioattivi. Pertanto, sono state portate avanti le linee di attivitГ che comprendono: isolamento e
caratterizzazione dei prodotti naturali da organismi marini, per lo piu' eucarioti; riconoscimento del
ruolo fisiologico ed ecologico dei metaboliti secondari come driving tool per l'identificazione di attivitГ biologiche (citotossiciche, apopototiche, antimitotiche, immunoregolatrici) funzionali alla selezione di
nuovi lead farmaceutici (essenzialmente antitumorali ed immunoregolatori); caratterizzazione del
processi metabolici di base che supportano la sintesi delle molecole bioattive, nella prospettiva di
consentire l' ingegnerizzazione di vie bochimiche in organismi coltivabili ed la produzione
biotecnologica dei composti di interesse.
Il modulo ICB, PM.P03.009.001 della Commessa PM.P03.009, nonostante non goda di concreti
finanziamenti, ha ottenuto buoni risultati:
1 la glucosilazione della naringina ha portato all'ottenimento di prodotti di interesse nel processo di
deamarizzazione di succhi di frutta
2 la glucosilazione del 9-fluorene metanolo ha permesso di ottenere molecole antivirali risultati
relazionati alla catena di molecole di zucchero e alla configurazione anomerica del legame
glucosidico
3 lipasi commerciali agiscono in modo differenziale sugli anelli A e B del flavonoide morina messa
producendo regioselettivamente deprotetti in alte rese.
Proposta di interventi organizzativi
L' Istituto da metГ anno 2008 ha una nuova Direzione, per cui il secondo semestre ГЁ caratterizzato
dall' inizio di assestamento dovuto a questo cambiamento che, inevitabilmente sta portando
cambiamenti scientifici-organizzativi, in quanto un nuovo Direttore non corrisponde solo ad una
cambio di nome ma anche di idee sia gestionali che scientifiche.
Infatti tra le iniziative intraprese vi sono stati effettuati incontri tra l' attuale Direttore e i dipendenti di
tutti delle varie UOS per esporre il documento programmatico presentato dall' attuale direttore al
CdA.
Le linee di sviluppo dell' ICB devono necessariamente partire dalla valorizzazione delle competenze
giГ acquisite, prevedendo la prosecuzione e l'approfondimento delle attivitГ in corso. Alla buona
collocazione scientifica per numero di pubblicazioni e capacitГ di fare avanzare conoscenza non
corrisponde una parallela "visibilitГ " dell' ICB, sul territorio locale e nazionale. L' attuale Direzione si
ГЁ adoperata sin dai primi giorni dalla nomina per proporre l' immagine di un ICB che svolge ricerche
di avanguardia. Allo stesso tempo, il progredire delle metodiche scientifiche e delle tecnologie cui si
sta assistendo e l' assunzione di nuove leve, uno dei punti critici, consentirГ gradualmente di
affrontare nuove tematiche per estendere gli scopi degli studi attuali. Probabilmente sarГ necessario, anche alla luce delle future messe in quiescenza di parte del personale, rimodulare o
snellire alcune delle tematiche oggi affrontate.
E' importante imboccare con decisione, fin dai primi mesi della nuova direzione, la strada di un
rinnovato slancio e dare subito i giusti segnali agli organi di riferimento.
Dall' analisi delle commesse e moduli presentati dall' Istituto si nota la presenza di una forte
componente di ricerche orientate verso la ricerca bio-medica su forte basi bio-organiche. Inoltre vi
ГЁ una rilevante componente scientifica orientata verso il molecular design, drug discovery e
caratterizzazione strumentali su basi molecolari delle relazioni struttura-attivitГ . La sintesi organica
contribuisce molto alla realizzazione degli obiettivi dell' ICB nell' ambito della chimica biomolecolare e
delle molecole bioattive. In alcuni casi le commesse sembrano collocate in un' area non propria e
alcuni moduli appaiono ripetitivi in certi aspetti. Pertanto, bisogna integrare l' esigenza di modernitГ richiesta dall' industria e dai finanziamenti esterni con le multisettoriali competenze storiche presenti
nell' Istituto, che conferiscono all' ICB la titolarietГ ad occupare degnamente e proficuamente l' area
di ricerca di competenza. Questa azione si integra perfettamente con le linee strategiche
fondamentali identificate dal DPM, come Chimica sostenibile, Energie rinnovabili, tecnologie per la
nanomedicina. In tale senso giГ nel PdG del 2009 alcuni cambiamenti sono stati effettuati per potere
nel prossimo PdG (2010-2013) dare maggiore forza a tutta la rete scientifica dell' ICB. Inoltre
alcune tematiche sono poco valorizzate come la biocatalisi, che va certamente potenziata ed
incoraggiata, in termini economici e di personale. In questo panorama bisogna impegnarsi per
potenziare l'ICB importando nuove competenze. Tra queste, l'acquisizione di personale in grado di
svolgere nuove tematiche e/o nuove metodologie che oggi nell' ICB non sono presenti, come ad
esempio la biologia molecolare e/o tecnologie di fermentazioni, (impianti, ingegneria chimica), che
completerebbero molto bene le competenze variegate attuali, dando un impulso innovativo anche
alle tematiche piГ№ "storiche" dell' ICB. Analogamente la componente sintetista presente nell' ICB va
implementata per il contributo che essa dГ nel settore delle nuove bio-molecole attraverso
metodologie che seguono i moderni dettami della chimica sostenibile.
Contemporaneamente vanno rinnovate le attrezzature piГ№ vecchie presenti nell' istituto e potenziate
le grandi apparecchiature come NMR, Massa, etc., e acquisire nuove strumentazioni ed
apparecchiature in accordo al processo di rinnovamento in atto nelle varie tematiche dell' ICB. L'
obsolescenza graduale di queste apparecchiature a cui non corrisponde un adeguato ricambio e
manutenzione, rappresenta un altro dei punti critici da sanare.
Per realizzare queste iniziative e sostenere le attivitГ di ricerca, bisogna acquisire fondi presso
l'ENTE "entrando a pieno nella riforma" attuale e futura che sia o mediante progetti nazionali ed
internazionali soprattutto quelli diretti alla realizzazione di nuovi gruppi per giovani ricercatori che
devono essere stimolati ed incentivati. La mancanza ormai cronica di fondi ГЁ un altro punto critico
per lo sviluppo futuro dell' ICB.
Per raggiungere risultati di eccellenza ГЁ necessaria la proficua collaborazione di tutto il personale di
ricerca, tecnico ed amministrativo. Tali sinergie devono essere raggiunte e incoraggiate, in quanto
solo un' armonica collaborazione di tutto il personale permette l' ottimizzazione dell'utilizzo delle
apparecchiature, degli spazi comuni, etc. Il personale tecnico e amministrativo deve essere
coinvolto attivamente in incarichi di responsabilitГ e deve potere accedere a corsi di
perfezionamento.
Per una buona organizzazione scientifica dell' Istituto non si puГІ prescindere da una stretta
collaborazione tra il Direttore e le figure istituzionali all' interno dell' istituto, come Responsabili di
Commessa, Consiglio di istituto, delegati del direttore e ogni singolo ricercatore, che pur nella piena
autonomia scientifica portano avanti linee di ricerca coerenti con le la missione dell' ICB. E' in tale
direzione che il nuovo direttore si ГЁ mosso sin dai primi mesi dalla presa di servizio.
Ritengo che tali scelte siano funzionali alla piena responsabilizzazione del personale e, pertanto, ГЁ
stato incoraggiato lo spirito collaborativo a tutti i livelli, che ГЁ uno dei punti di forza per garantire
l'efficienza ma anche l'autonomia dei ricercatori.
Pur nel rispetto dei ruoli assegnati, la Direzione si sta adoperando per avere una stretta
collaborazione con le figure istituzionali extra-istituto, come responsabili di dipartimeto, responsabili
di progetto, etc. Tale interrelazione ГЁ piГ№ che mai necessaria per un istituto come l' ICB che ГЁ
multisede e pluridisciplinare ma aderente alle linee programmatiche del Dipartimento di
progettazione Molecolare.
Nell' ambito di una programmazione a medio-lungo termine bisogna anche tenere presente la
possibilitГ che l' istituto attraverso le commesse e i moduli possa afferire anche ad altri Dipartimenti
non cristallizzando le ricerche in un solo ambito.
L' istituto dovrГ incrementare i contatti con le UniversitГ presenti sul territorio ove insistono le sedi
dell' ICB e quelle nazionali. E' auspicabile stipulare convenzioni con diverse scuole di dottorato in
discipline affini alle tematiche dell' ICB che permettano ai ricercatori dell' Istituto di svolgere lezioni,
seminari, esercitazioni per gli studenti e di allocare, quando possibile, i propri fondi per l' attivazione
di contratti di dottorato, salvaguardando la figura del ricercatore CNR nel ruolo di "tutor" delle tesi di
alurea e di dottorato e/o di partecipazione ai collegi dei docenti dei dottorati. Inoltre intendo allargare
tale convenzione anche a dottorati internazionali così da rendere istituzionali gli scambi di studenti
con l' estero. Tale promozione didattica deve espletarsi anche verso scuole di ogni ordine e grado
per invogliare i giovani all' iscrizione alle facoltГ scientifiche. La spiccata capacitГ di formazione dell'
Istituto ГЁ garanzia assoluta per queste iniziative.
Dovranno essere altresì incentivate le relazioni con le industrie non solo come mera collaborazione
ma anche ospitando nei propri laboratori aziende che possano svolgere lavori anche in
collaborazione con alcuni gruppi dell'ICB, con reciproco vantaggio.
Inoltre bisogna creare e favorire scambi con gli altri Istituti del CNR e/o enti di ricerca presenti sul
territorio e, nonostante la non felice allocazione della sede di Napoli, lontano da altri contesti
scientifici tali scambi devono essere molto incentivati per non rimanere in un isolamento culturale.
Tale integrazione si puГІ ottenere mediante seminari comuni, workshops. etc.
E' inoltre da tenere presente che le programmazioni di ogni tipo e di ogni livello devono passare con
"trasparenza" attraverso il personale tutto mediante riunioni periodiche. Pur non perdendo la propria
"autorevolezza" e la responsabilitГ della decisione finale, ogni buon Direttore non puГІ prescindere
dalla consultazione con il personale.
Indubbiamente bisogna convincere il personale a non rimanere ancorato alle linee guida attuali e
che molti cambiamenti, seppure graduali, debbono necessariamente avvenire per guardare al
futuro con maggiore lungimiranza.
L' Istituto ГЁ oggi formato da una piccolissima parte della prima generazione, da una grossa parte di
una seconda generazione e anche di una terza. L' ultima generazione dei ricercatori deve essere
fortemente incentivata ed incoraggiata perchГ© avanzi modernamente stando al passo con i tempi.
Inoltre si deve giГ da ora acquisire e preparare una quarta generazione. Nell' ambito della
programmazione del personale bisognerГ tenere presente quanto avvenuto nell' immediato passato
sia per le assunzioni nuove che i passaggi di carriera, in modo da potere rispettare le giuste
aspettative del personale dell' ICB n tutte le sedi.
Gli elementi strategici per lo sviluppo dell' Istituto si possono riassumere in tre punti:
a) professionalitГ del personale
b) innovazione nella progettazione scientifica
c) internazionalizzazione della ricerca.
I Punti critici possono essere così riassunti:
(i) la diminuzione delle risorse economiche allocate dall'Ente;
(ii) il decremento numerico del personale CNR avvenuto negli ultimi anni
(iii) l'invecchiamento delle risorse strumentali che necessitano di un rinnovo almeno parziale.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
1.070
9.387
1.424
1.532
Totale
2.493
10.918
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
422
2.916
38
671
11.590
151
Istituto di chimica dei composti organo metallici
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dott. CLAUDIO BIANCHINI
Via Madonna del Piano 10 - 50019 Sesto Fiorentino (FI)
Sezione di Bari, Sezione di Pisa, UnitГ Distaccata di Trieste
www.iccom.cnr.it/
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
"Sviluppare attivitГ volte a rendere l'istituto un centro all'avanguardia nei seguenti settori: ' processi chimici
sostenibili e selettivi mediante la progettazione di molecole e di sistemi nanostrutturati con proprietГ catalitiche; '
elettrocatalizzatori, ionomeri e membrane solide a scambio ionico per celle a combustibile ed elettrolizzatori; '
materiali polimerici organici, inorganici ed ibridi con proprietГ funzionali; ' progettazione e sviluppo di specifiche e
peculiari strumentazioni scientifiche."
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
Elettrocatalizzatori per celle a combustibile ed elettrolitiche e per la trasformazione selettiva di
risorse rinnovabili
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-, regio- , stereo ed
enantio-) di fine chemicals
Modellizzazione della ReattivitГ Chimica
Moduli
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•
•
•
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•
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Determinazione di profili metabolici e farmacologici: Sviluppo di metodiche analitiche avanzate per
la determinazione quantitativa simultanea di numerosi analiti in fluidi biologici per studi di
farmacocinetica e farmacodinamica
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipopeptidi e glicolipidi naturali e sintetici implicati nelle
patologie umane
Progettazione mirata di Materiali Macromolecolari ad Architettura Controllata e/o Nanostrutturati
per un Utilizzo Funzionale
Elettrocatalizzatori per celle a combustibile ed elettrolitiche e per la trasformazione selettiva di
risorse rinnovabili
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-, regio- , stereo ed
enantio-) di fine chemicals
Nuovi catalizzatori per 'commodities'
Nuovi materiali per 'storage' e produzione di idrogeno
Catalizzatori di seconda generazione per produzione di idrogeno mediante reforming di risorse
rinnovabili
Sintesi e caratterizzazione mediante metodologie chimiche innovative, di scaffold molecolari per
l'individuazione di nuove molecole biologicamente attive.
MAteriali Funzionali Organici per applicazioni High-Tech: sistemi molecolari, supramolecolari e
bioibridi (MAFO-HT)
Studi modellistici per l!attivazione dell!idrogeno molecolare da parte di sistemi metallici anche con
finalitГ biomimetiche
Aggregazione di proteine e struttura della cromatina
RSTL
•
•
•
Valorizzazione di feedstock inorganici mediante sistemi catalitici in acqua e liquidi ionici
Studi teoricicomputazionali di proprietГ strutturali, elettroniche, e meccanismi di reazione di sistemi
metallici rilevanti in biochimica, catalisi, e scienza dei materiali.
Sintesi di nuove poliammine chirali e loro applicazione in organocatalisi
AttivitГ Commesse
Elettrocatalizzatori per celle a combustibile ed elettrolitiche e per la trasformazione
selettiva di risorse rinnovabili
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
VIZZA FRANCESCO
Risultati conseguiti
Utilizzando la tecnica di deposizione spontanea, ossia il processo di transmetallazione mediato da
una reazione redox, sono stati realizzati dei nuovi catalizzatori contenenti un piccolo carico di Pd su
supporti a base di nickel altamente spugnoso e nanostrutturato detti catalizzatori tipo Uruhibara NiZn. Questi materiali, possono esistere in diverse forme (determinate dalla dimensioni e stato di
ossidazione delle particelle di nichel), che dipendono a loro volta dal trattamento acido o basico
impiegato per la rimozione controllata dello Zn dal materiale. Essi presentano inoltre la caratteristica
di avere un'alta stabilitГ e non sono piroforici a differenza dei tradizionali Raney nickel. Nessun uso
di tali materiali come supporti per elettrocatalizzatori ГЁ stato finora rivendicato, in particolare per la
costruzione di elettrodi per celle a combustibile. I catalizzatori da noi sintetizzati, Pd-(Ni-Zn)/C e Pd(Ni-Zn-P)/C sono stati studiati da un punto di vista strutturale mediante approfonditi studi EXAFS e
XANES (vedi risulati riportati nel modulo ISTM)e XRPD. Studi di voltammetria ciclica e misure
cronopotenziometriche hanno mostrato che questi catalizzatori presentano la piГ№ alta attivitГ ,
rispetto agli anodi noti nello stato dell'arte, per la ossidazione dell'etanolo in ambiente alcalino
specialmente in termini di onset di potenziale di ossidazione e densitГ di corrente specifica, che
arriva a 3600 A gPd-1. E' stato inoltre scoperto che celle DEFC (direct ethanol fuel cell) realizzate
con anodi contenenti i catalizzatori Pd-(Ni-Zn)/C e Pd-(Ni-Zn-P)/C, membrane commerciali a
scambio anionico e catodi a base di e Ni/Fe-Pc, presentano densitГ di potenza superiori a 60 mW/
cm2 in sistemi passivi a temperatura ambiente e di 200 mW/cm2 in sistemi attivi a 80 В°C. Inoltre,
insieme alla produzione di energia elettrica, le celle attive e passive non contenenti platino,
permettono la conversione quasi quantitativa dell'etanolo (risorsa rinnovabile) in potassio acetato.
Un'altra attivitГ di ricerca ha riguardato lo sviluppo di elettrocatalizzatori per celle DAFC a base di
Pd o Pt-Ru supportati su MWCNT (Multi-Wall Carbon Nanotube) caratterizzati da un basso carico
metallico. La realizzazione di MEA (assemblati membrane elettrodi) utilizzando come anodi i
catalizzatori Pd/MWNCT, catodi commerciali e membrane a scambio anionico sono stati valutati
nella ossidazione di alcoli come metanolo, etanolo, glicerolo, in sistemi attivi e passivi. L'analisi degli
esausti di cella ha mostrato che l'etanolo ГЁ convertito ad acetato mentre da metanolo viene prodotto
formiato e carbonato. Una piГ№ articolata formazione di prodotti come glicerato, glicolato, tartronato,
ossalato e carbonato ГЁ ottenuto dall'ossidazione del glicerolo. I catalizzatori anodici sono molto attivi
nella ossidazione degli alcoli. Il glicerolo presenta la piГ№ alta densitГ specigica di corrente, mentre
l'etanolo mostra il piГ№ basso onset di potenziale. La eccezionale attivitГ elettrocatalitica del Pd/
MWNCT puГІ essere associata alla alta dispersione delle particelle metalliche ed alle intrinseche
propritГ dei nanotubi di carbonio. Le eccezionali proprietГ dei catalizzatori sintetizzati,(Pd-(Ni-Zn)/C
e Pd-(Ni-Zn-P)/C), in termini di densitГ di corrente osservata a temperature ambiente (60 MW/cm2)
e a 80 В°C (ca 200 mW/cm2) in celle operanti in ambiente basico come quelle precedentemente
descritte, fanno ben sperare in una loro reale applicazione come generatori di corrente elettrica per
strumenti di elettronica portatile. Inoltre ГЁ stato condotto uno studio strutturale mediante EXAFS dei
sistemi ottenuti mediante la deposizione spontanea di piccole quantitГ di Pt o Pd su catalizzatori
anodici costituiti da leghe di Fe, Co, Ni ottente da polimeri templanti. I catalizzatori anodici sono stati
utilizzati in celle PEMF (alimentate ad idrogeno), contenenti membrane a scambio cationico e catodi
a base di Pt. L'osservato effetto diretto sulle prestazioni delle celle dalla temperatura di sintesi dei
materiali precursori (il trattamento a 500 В°C produce celle con densitГ di potenza piГ№ alte e
resistenza di cella piГ№ basse rispetto a quelle per trattamentoi a 460В°C) ГЁ riconducibile alla minore
quantitГ di residuo organico del polimero templante nei catalizzatori, la cui eccessiva presenza
sfavorisce una efficiente decorazione con platino. Nei sistemi ottenuti mediante decorazione con
sali di platino, il Pt risulta presente prevalentemente in forma ionica isolata, mentre Fe, Co e Ni sono
presenti in lega tra loro in particelle la cui dimensione media cresce con la temperatura. Nei
catalizzatori anodici a base di lega trimetallica Fe-Co-Ni decorata con palladio, il metallo nobile in
condizioni di riduzione origina una fase metallica segregata.
Come risultati delle linee di ricerca, sono stati depositati due brevetti PCT/EP e sono state
sottomesse tre pubblicazioni scientifiche di cui una ГЁ in corso di stampa.
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Principali collaborazioni
Collaborazioni con piccole medie grandi industrie: Mossi e Ghisolfi (oggetto collaborazione
processo di trasformazione e valorizzazione del glicerolo grezzo derivante da biocombustibili);
ACTA SPA (oggetto della collaborazione: sviluppo di catalizzatori a base di metalli non nobili
nanostrutturati); ARGUS CHEMICALS SRL (oggetto della collaborazione: esecuzione di analisi
chimiche via NMR, IR, GC-MS e XRPD); Azienda De Nardi (oggetto della collaborazione:
catalizzatori per sensori; Emiteck srl (catalizzatori per fuel cell). Ministero: MIUR, fondo Integrativo
Speciale per la Ricerca -FISR, progetto: nanosistemi inorganici ed ibridi per lo sviluppo e
l'innovazione di celle a combustibile; Unione Europea, Integrated Design of Catalytic Nanomaterials
for a sustainable production – IDECAT, Network of Excellence. Università e Consorzi: Università di
Roma la Sapienza; UniversitГ di Firenze; UniversitГ di Pisa; Consorzio Interuniversitario per la
Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM; Laboratorio Firenze Hydrolab dell'Ente Cassa di
Risparmio di Firenze; UniversitГ di Tolosa, (Fr, elettrocatalizzatori per FCs supportati su nanotubi di
carbonio e nanofibre). Prof. Sandro Recchia, Diparimento di Scienze chimiche e ambientali
dell'UniversitГ dell'Insubria sede di Como: determinazione delle capacitГ di scambio delle resine,
determinazione dei contenuti metallici negli elettrocatalizatori, sviluppo di celle di misura in-situ.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
ICCOM-Modulo 1: Microscopia elettronica in trasmissione (TEM) ed in scansione (SEM, ESEM,
STEM, AFM); Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS) e X ray powered diffraction (XRPD);
Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) in soluzione e stato solido; Spettroscopia IR; Cromatografia
in gel permeazione (GPL), Cromotografia ionica (CI); Gascromatografia (GC) e Gas Massa (GCMS); Potenziostato /Galvanostato multicanale ed elettrodo rotante; Stazione di controllo attivitГ di
celle attive per sistemi operanti in ambiente basico e acido; Dinamic Sampling Mass Spectrometry
(QIC-20) Microreactor Module (CATLAB)per la caratterizzazione dei catalizzatori.
ISTM-Modulo 2:Microscopia elettronica ad elevata risoluzione (HRTEM); Spettroscopia Extended
X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS); Spettroscopia IR in riflettanza diffusa (DRIFTS) e/o
spettrometria di massa; Analisi elementare a cromatografia ionica, ICP-MS; tecniche
termoanalitiche (TPO, TPR, TPD); Chemisorbimento di molecole sonda;
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-, regio- , stereo
ed enantio-) di fine chemicals
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
BARBARO PIERLUIGI
Risultati conseguiti
Sono stati preparati ed impiegati precursori e catalizzatori innovativi per reazioni di interesse
industriale in fase omogena . In particolare:
- catalizzatori di rodio con leganti fosfaciclici monodentati che hanno consentito l' individuazione
delle specie intermedie in reazioni di idrogenazione asimmetrica,
- diammine chirali per l' ottenimento di catalizzatori steroselettivi,
- sintesi multicomponente di 6H-dibenzopirani via arilazione e vinilazione aromatica catalizzata da
complessi di palladio,
- triarilfosfine chirali a simmetria c3 da utilizzare come leganti di metalli di transizione in processi
catalitici stereoselettivi,
- sintesi stereoselettiva di benzosultami contenenti siti poli-funzionalizzabili selettivamente mediante
reazioni catalizzate da palladio, rame, etc.
Sono stati sviluppati dei sistemi catalitici eterogenei altamente efficienti , in particolare:
- nanoparticelle di rodio, platino ed oro depositate su supporti organici ed inorganici per
l'idrogenazione di composti carbonilici alfa-beta insaturi, idrosililazione di composti insaturi e
reazione di alcolisi di silani,
- membrane catalitiche per l'idrogenazione asimmetrica di olefine in alta selettivitГ , riutilizzabilitГ e
basso leaching
- catalizzatori ibridi nanoparticella di Pd-complesso chirale di rodio immobilizzati su silici
mesoporose ordinate,
- catalizzatori Rh o Ru chirali immobilizzati su resine a scambio ionico,
- catalizzatori a base di Ti – supporto ossidico e Ti-silsesquiossano per l'ossidazione selettiva con
acqua ossigenata e idroperossidi organici.
E' stato condotto uno studio sistematico della reattivitГ di nucleofili anionici in reazioni di sostituzione
nucleofila in liquidi ionici e in solventi molecolari.
Sono stati ottenuti finanziamenti esterni per i seguenti progetti:
- Marie-Curie Initial Training Network "NANO-HOST" – "Homogeneous Supported Catalyst
Technologies: the sustainable approach to highly-selective, fine chemicals production".", Settimo
Programma Quadro Comunità Europea, Project no. 215193-2. Durata:1 ottobre 2008 – 30
settembre 2012. Valore totale del progetto 3.385.388 "; contributo al CNR 769.569 ",
responsabilità scientifica ICCOM – CNR.
- Contratto industriale CNR - Nippon Kodoshi Corporation, inizio 5 Dicembre 2008, durata mesi 12,
contributo al CNR 54.000 "; responsabilità scientifica ICCOM – CNR.
Sono stati scritti due capitoli di libro:
S. Gladiali, E. Alberico
Chiral Chelating Diphosphines with Stereogenic C-centres in the Interconnecting Spacer: History,
Current Developments and Impact on Asymmetric Catalysis
In A. Boener (Ed), Trivalent Phosphorus Compounds in Asymmetric Catalysis: Synthesis and
Applications, Wiley-VCH, 2008, vol. 1, 73-113.
S. Gladiali, E. Alberico
Phosphepines
In A. Boener (Ed), Trivalent Phosphorus Compounds in Asymmetric Catalysis: Synthesis and
Applications, Wiley-VCH, 2008, vol. 2, 177-206.
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Principali collaborazioni
Istituto Europeo di Catalisi (ERIC)
Laboratoire de Chimie, Catalyse, PolymГЁres et ProcГ©dГ©s, Lyon
Institut Charles Gerhardt, Montpellier
Instituto de Investigaciones QuГ­micas, Sevilla
Instituto de Ciencia de Materiales de AragГіn, Zaragoza
Katholieke Universiteit Leuven
University of St. Andrews
BASF Catalyst Research Center
Technische Universiteit Eindhoven
Utrecht University
Dipartimento di Chimica e NIS centro di Eccellenza, UniversitГ di Torino
Ecole Nationale SupГ©rieure del IngГ©nieurs en Arts Chimique et Technologiques (ENSIACET)
Tolosa, Francia
UniversitГ di Manchester, Regno Unito
Ecole Nationale SupГ©rieure de Chimie de Montpellier, FRANCIA
Research School of Chemistry, Australian National University, Canberra, Australia
Network di Eccellenza IDECAT, VI Programma Quadro EU
STREP GSOMEN, VI Programma Quadro EU
Dipartimento di Chimica Organica e Industriale - UniversitГ Milano
Politecnico di Milano
University of Groningen
UniversitГ di Rostock
UniversitГ di Poitiers - Francia
UniversitГ di Paris VI - Francia
UniversitГ di Poznan - Polonia
UniversitГ di Padova
Boreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk – Russia
UniversitГ di Saragozza - Spagna
UniversitГ degli studi di Sassari
UniversitГ Ca' Foscari di Venezia
UniversitГ RWTH di Aachen
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Principali risorse strumentali utilizzate
Sono state realizzate autocalvi e reattori su misura per l' impiego di catalizzatori omogenei
eterogeneizzati in reazioni di idrogenazione selettiva e per il loro riutilizzo.
Modellizzazione della ReattivitГ Chimica
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
IENCO ANDREA
Risultati conseguiti
I vari gruppi afferenti alla commessa hanno ottenuto risultati significativi nei seguenti campi:
- Analisi dettagliata di un modello molecolare, recentemente riportato Ogo (Giappone) in cui
l'idrogeno molecolare viene attivato da un sistema Ru-Ni che simula il meccanismo delle proteine
[Fe-Ni] idrogenase. Lo studio, attraverso calcoli DFT e dinamica molecolare, mette il rilievo le
possibilita di astrarre un protone da una molecola H2 coordinata al rutenio da parte del sistema
acquoso circostante e la stabilizzazione dell'altro idrogeno come idruro a ponte tra i metalli.
Parallelamente a questi studi, un modello del sito attivo delle Fe-idrogenasi ГЁ stato usato per
derivare esaminato una serie di parametri da usare in calcoli di meccanica classica relativi
all'enzima idrogenasi nel gene HydA2 della Chlamydomonas rheinardtii.
- Nuova interpretazione chimica relativa ad una serie di composti di metalli di transizione, secondo
cui invece di disolfuri paralleli separati contengono molecole discrete di S4(2-). I rettangoli sono
caratterizzati da due legami S-S singoli e due mezzi legami di ordine 0.5. Questo studio ГЁ stato
sviluppato a partire da un'analisi di complessi dimeri con disolfuri a ponte, noti per la loro capacitГ di
attivare idrogeno molecolare.
- Simulazioni di dinamica molecolare classica, basate su campi di forze accuratamente
parametrizzati, sono state eseguite per comprendere meccanismi dominanti e interazioni
fondamentali relative all'adsorbimento di peptidi e lipidi su supporti inorganici quali biossido di titanio
e muscovite in soluzione acquosa. I risultati delle simulazioni hanno indicato che le funzioni e le
proprieta' delle biomolecole adsorbite e le loro caratteristiche di adsorbimento dipendono dalla
presenza di ioni metallici (calcio e potassio) che possono stabilizzare particolari conformazioni ed
influenzare l'adesione delle biomolecole alle superfici.
- L'intero meccanismo della reazione di idroformilazione di un'olefina vinilidenica (1,1-difeniletene),
catalizzata da HRh(CO)3, ГЁ stato esaminato per spiegare l'origine della sua regio selettivitГ . Questa
non ГЁ adeguatamente predetta dalle differenze di energia tra gli stati di transizione per la formazione
dei Rh-alchili solamente, giГ usata precedentemente con successo relativamente a reazioni di
idroformilazione non reversibile. Da questo studio emerge il contributo fondamentale dei metodi
teorici all'esplorazione di specie sperimentalmente inaccessibili ed all'interpretazione di aspetti
meccanicistici.
- Studi su polimeri ottenuti dall' ossidazione di fullereni, che sono normalmente ottimi elettronaccettori e quindi di difficile ossidazione. In questo caso si ГЁ contribuito ad elucidare il meccanismo
con cui un film, di alta stabilitГ termica e termodinamica, ГЁ stato ottenuto da C60 puro attraverso
ossidazione elettrochimica, I calcoli mostrano che si formano carboni ibridizzati sp3 nel sito della
polimerizzazione che impediscono la formazione di stabili strutture pienamente coniugate.
- Nell' ambito dei materiali ad ispirazione biologica si sono studiati oligomeri del tiofene combinati con
catene di oligonucleotidi. Lo scopo del lavoro svolto ГЁ stato quello di sviluppare strumenti teorici e
sintetici per capire le interazioni dei derivati dei tiofeni con le componenti del DNA e perfezionare la
sintesi di composti ibridi del tipo oligotiofeni-oligonucleotidi. Lo studio ha riguardato anche il modo
con cui questi derivati interagiscono fra loro e si organizzano in soluzione e in solido.
Riportiamo alcune pubblicazioni che descrivono i risultati ottenuti:
C. Mealli, A. Ienco, A. Poduska, R. Hoffmann
S4(2-) Rings, disulfides, and Sulfides in Transition-Metal Complexes: The Subtle Interplay of
Oxidation and Structure
Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2864
C. Mealli, A. Ienco, A. Messaoudi, A. Poduska, R. Hoffmann
Parallel disulfido bridges in bi- and poly-nuclear transition metal compounds: Bonding flexibility
induced by redox chemistry
Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 3631
A. Poduska, R. Hoffmann, A. Ienco, C. Mealli
"Half Bonds" In An Unusual S4(2-)
Chemistry an Asian Journal (in press)
C. Ghio, R. Lazzaroni, G. Alagona
Computational Results Provide a Synthetically Unprecedented Explanation for the beta-Regioselectivity in the Rh-catalyzed Hydroformylation of Vinylidenic Substrates
Eur. J. Inorg. Chem. (in press)
F. Paolucci, A. Venturini, et al.
Growth of p- and n—Dopable Films from Electrochemically Generated C Cations"
J. Am Chem. Soc., 2008, 130, 3788-3796.
Barbarella, G., Venturini, A. et al.
"Water-Soluble, Electroactive, and Photoluminescent Quatertiophene-Dinucleotide Conjugates"
Chem. Eur. J. 2008, 14, 513-521.
Barbarella, G., Venturini, A. et al.
"Oligonucleotide-driven conformation and self-assembly of eta-quinquethiophene"
Chem. Eur. J. (in presss)
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Principali collaborazioni
Gli studi sui disolfuri a ponte sono stati realizzati in collaborazione con il gruppo del Prof. Roald
Hoffmann della Cornell University (Ithaca, NY, USA) Una collaborazione ГЁ in atto tra l'ICCOM e
l'UniversitГ di Udine (Prof. Walter Baratta) sugli importanti meccanismi di attivazione di idrogeno
molecolare e/o trasferimento di idrogeno.
Per gli studi di meccanica classica relativi alle Fe-idrogenasi sono state attivate collaborazioni con il
dipartimento di fisica dell'universita' di Roma - Tor Vergata (prof. Silvia Morante e Giancarlo Rossi),
Karl Freed, Univ. Chicago, USA.
Nell'ambito del progetto sono state avviate collaborazioni con centri di calcolo europei nell'ambito del
progetto HPC-Europa, Miquel Sola', Univ. Girona, Spagna, Antoni Llobet, Institute of Chemical
Research of Catalonia (ICIQ), Tarragona, Spagna.
Lo studio della reazione di idroformilazione ГЁ stato fatto in collaborazione con il Prof. Raffaello
Lazzaroni, DCCI, UniversitГ di Pisa, Pisa.
Il gruppo di Bologna ha continuative collaborazioni con vari gruppi di ricerca, tra cui quelli diretti da:
1) Francesco Zerbetto. 2) Thanasis Gimisis 3) Giovanna Barbarella 4) Mauro Panunzio
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
Questi studi richiedono grande potenza di calcolo elettronico. Pertanto alle risorse locali, consistenti
in alcuni cluster di computers o singole workstation negli di Firenze, Pisa e Bologna,devono essere
necessariamente aggiunte quelle disponibili in grossi centri di calcolo italiani o stranieri (CINECA,
CASPUR, etc.) Tale accessi sono possibili anche attraverso i progetti e/o le collaborazioni dei
singoli ricercatori afferenti alla commessa.
AttivitГ Moduli
Determinazione di profili metabolici e farmacologici: Sviluppo di metodiche analitiche
avanzate per la determinazione quantitativa simultanea di numerosi analiti in fluidi
biologici per studi di farmacocinetica e farmacodinamica
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Repertori molecolari per applicazioni diagnostiche e farmaceutiche
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
RAFFAELLI ANDREA
Risultati conseguiti
Metodo per la determinazione dei rapporti cortisolo/cortisone nelle urine, siero e plasma e
tetraidrocortisolo/tetraidrocortisone nelle urine mediante SPE-HPLC-SRM-MS-MS.
Metodo per il dosaggio di 12 farmaci anti-psicotici in plasma mediante HPLC-SRM-MS-MS.
Metodo per la purificazione "on-line" mediante cromatografia a perfusione.
Г€ stata assegnata la configurazione assoluta di numerosi metaboliti secondari di funghi, bioattivi.
Г€ stato messo a punto un nuovo metodo di assegnazione configurazionale, detto ss-CD/TDDFT,
basato sul confronto tra spettri ECD sperimentali, misurati sullo stato solido, e quelli calcolati tramite
TDDFT utilizzando le geometrie ai raggi X.
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Principali collaborazioni
Azienda Ospedaliera Pisana.
Centro di Eccellenza AmbiSEN dell'UniversitГ di Pisa.
Menarini Ricerche S.p.A..
Department of Organic Chemistry, University of Debrecen, PO Box 20, H-4010 Debrecen,
Hungary.
Department of Chemistry, Universität Paderborn, Warburger Straße 100, 33098 Paderborn,
Germany.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipopeptidi e glicolipidi naturali e sintetici
implicati nelle patologie umane
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Studi sulle relazioni tra struttura e funzione di lipidi e glicopeptidi naturali e
sintetici implicati nelle patologie umane
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
MACHETTI FABRIZIO
Risultati conseguiti
E' stata pubblicata [<2008CEJ7903>] una nuova procedura sintetica per la preparazione di 4,5diidroisossazoli attraverso la condensazione di nitrocomposti primari con olefine. Il metodo, che si
basa sull'utilizzo di un sistema catalitico costituito da rame(II) accompagnato da una base organica
ГЁ di validitГ generale per entrambi i substrati. L'effetto catalitico dei sali di rame(II) ГЁ stato
evidenziato confrontandole velocitГ di conversione per alcune reazioni modello. Infatti,i
nitrocomposti attivati reagiscono piГ№ velocemente che non in sola presenza di ammine terziarie
mentre i nitroalcani,i quali non condensano con i dipolarofili in presenza dellasola base, reagiscono
per aggiunta di rame(II). Queste reazioni di condensazione hanno mostrato la presenza di tempi
d'induzione variabili in funzione dei substrati e della tipologiadi rame utilizzata. Il tempo d'induzione e
imputabile a pre-equilibri che precedono lo stadio lento della reazione esono in accordo con il
meccanismo di reazione proposto. I risultatiottenuti mostrano che questo metodo ГЁ pratico e di
utilitГ generale per la sintesi organica.
Sono stati sintetizzati glicopeptidi contenenti l'epitopo minimo Asn(Glc) e tipi differenti di "beta-turn"
utili come biomarcatori per la sclerosi multipla, e glicopeptidi modificati nella parte N-terminale con
un nuovo acido ferrocenilcarbossilico ed un nuovo ferroceniltiofosfino amminoacido, per lo sviluppo
di un nuovo biosensore di tipo elettrochimico che consenta la caratterizzazione degli autoanticorpi
della sclerosi multipla mediante diagnosi basate sulla voltammetria ciclica (Biopolymers, 2008, 90,
488–495).
Sintesi dei "building block" N(alpha)-Fmoc-L-Abu(gamma-azide)-OH, N(alpha)-Fmoc-L-Nva(deltaazide)-OH, e N(alpha)-Fmoc-L-Nle(epsilon-azide)-OH e sintesi asimmetrica di (S)-omega-alkynylalpha-amminoacidi tramite l'ausiliare chirale complesso [Ni(II)-(S)BPB-Gly] (Eur. J. Org. Chem.,
2008, 5308–5314).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
- Dipartimento di Chimica Organica, UniversitГ di Firenze (prof. A. Brandi, prof. F. De Sarlo, prof. A.
Guarna, prof. A. M. Papini)
- Centro Interdipartimentale di Spettrometria di Massa UniversitГ di Firenze (prof. G. Moneti)
- Dipartimento di Fisiopatologia clinica dell'UniversitГ di Firenze
- Dipartimento di Scienze Neurologiche e Psichiatriche della FacoltГ di Medicina e Chirurgia ed
Azienda Ospedaliera Careggi (prof. F. Lolli)
- Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, UniversitГ di Firenze (prof. P. Rovero)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Progettazione mirata di Materiali Macromolecolari ad Architettura Controllata e/o
Nanostrutturati per un Utilizzo Funzionale
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione mirata di Materiali Macromolecolari ad Architettura Controllata
e/o Nanostrutturati per un Utilizzo Funzionale
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
GIAMBASTIANI GIULIANO
Risultati conseguiti
Sintesi di nuovi catalizzatori di Nickel a base di leganti fosfinito-ossazolinici e loro applicazione in
catalisi per la oligomerizzazione dell'etilene e del propene. Preparazione di nuovi leganti a base
ammino-piridinica e loro impiego per l'isolamento e la caratterizzazione di complessi metallici a base
di terre rare. Impiego di catalizzatori immino-piridinici di Cobalto per la selettiva preparazione di
nuovi monomeri vinilici a partire da norborneni eventualmente contenenti funzionalitГ polari di tipo
acido carbossilico o alcolico. Sintesi di nuove poliolefine funzionalizzate e loro applicazione come
primer/adesivi e compatibilizzanti. Applicazione di alcune delle poliolefine funzionalizzate nella
preparazione di nanocompositi a matrice poliolefinica con silicati a strati e idrotalciti modificate.
Preparazione di sistemi inorganici lamellari modificati con surfattanti a struttura diversa e
ottimizzazione della loro dispersione in poliolefine mediante miscelatore meccanico e estrusore.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Per le diverse attivitГ svolte si sono rese necessarie collaborazioni con diversi istituti universitari,
centri di ricerca CNR ed imprese private. Tra questi:
UniversitГ degli Studi di Firenze (Dr. Stefano Cicchi, Prof. Alberto Brandi, Prof. D. Gatteschi, Dr. L.
Sorace),
ISTM-CNR Milano (Dr. R. Psaro, Dr. V. Dal Santo),
CNR-ISMAC (Dr.ssa Tritto, Ing. Mendichi)
CNR-IFAC (Dr. Francesco Baldini, Dr.ssa Ambra Giannetti, Dr. Giacomo Ghini)
Nanocyl (Belgio) (collaborazione per la funzionalizzazione di CNTs)
G. A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of Russian Academy of Sciences (Nizhny
Novgorod - Russia) (Prof. Alexander Trifonov)
Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, UniversitГ di Pisa
CNR-ISMAC (Dr.ssa Conzatti, Dr.ssa Stagnaro)
Centro Italiano Packaging-CIP (Dr.ssa Coiai, Dr. Scatto, Dr. Andreotti, Dr.ssa Salmini)
PolyLab-CNR (Dr.ssa Bertoldo, Dr. Prevosto)
Dipartimento di Fisica UniversitГ di Pisa (Prof Giordano)
Dipartimento di Ingegneria UniversitГ di Pisa (Sig. Narducci)
Dipartimento di Ingegneria, UniversitГ di Brescia (Prof. Penco)
CNR-IPCF (Dr. Pinzino)
Pirelli, Dow, Arkema-Atofina, Auser Polimeri, (collaborazioni per la messa a punto di
compatibilizzanti poliolefinici
Faraplan (collaborazione per la preparazione di nanocompositi a base PVC)
Gran parte delle ricerche svolte avvengono nel contesto di collaborazioni internazionali finanziate
dalla ComunitГ Europea (STREP project n. 516972 ' NANOHYBRID; Network of Excellence
IDECAT) e dal Ministero dell'Istruzione, dell'UniversitГ e della Ricerca (FIRB project n.
RBNE03R78E - NANOPACK) nonchГЁ da commesse industriali (vedi sopra).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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3
Elettrocatalizzatori per celle a combustibile ed elettrolitiche e per la trasformazione
selettiva di risorse rinnovabili
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Elettrocatalizzatori per celle a combustibile ed elettrolitiche e per la
trasformazione selettiva di risorse rinnovabili
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
VIZZA FRANCESCO
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
trasformazione selettiva di risorse rinnovabili
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
VIZZA FRANCESCO
Risultati conseguiti
E' stato precedentemente da noi osservato ed ha costituto l'oggetto delle ricerche portate avanti da
questa unitГ negli anni precedenti, che la deposizione spontanea di piccole quantitГ di un metallo
nobile, come palladio e platino, su catalizzatori anodici di celle PEMFC ha un effetto attivante e
stabilizzante nei confronti di questi ultimi, in particolare quando questi sono costituiti da metalli non
nobili, come ferro, cobalto e nichel. Questo effetto attivante/stabilizzante ГЁ stato osservato nel caso
di catalizzatori anodici a base di leghe Ni-Fe-Co, Ni-Co, descritti nel brevetto europeo PCT/
EP2007/0575518 o di solo Ni e Co altamente spugnosi, come descrtitto nel brevetto europeo PCT/
EP2008/053714. La deposizione spontanea puГІ essere vista come un processo di
transmetallazione mediato da una reazione redox.
Utilizzando questo principio sono stati realizzati dei nuovi catalizzatori contenenti un piccolo carico
di Pd su supporti a base di nickel altamente spugnoso e nanostrutturato detti catalizzatori tipo
Uruhibara Ni-Zn. Questi materiali, possono esistere in diverse forme (determinate dalla dimensioni
e stato di ossidazione delle particelle di nichel), che dipendono a loro volta dal trattamento acido o
basico impiegato per la rimozione controllata dello Zn dal materiale. Essi presentano inoltre la
caratteristica di avere un'alta stabilitГ e non sono piroforici a differenza dei tradizionali Raney nickel.
Nessun uso di tali materiali come supporti per elettrocatalizzatori ГЁ stato finora rivendicato, in
particolare per la costruzione di elettrodi per celle a combustibile. I catalizzatori da noi sintetizzati,
Pd-(Ni-Zn)/C e Pd-(Ni-Zn-P)/C contengono clusters di palladio altamente disperso e cristallino
come pure siti di palladio single-site stabilizzati per interazione con atomi di ossigeno del NiO2
presente nel supporto. Studi di voltammetria ciclica e misure cronopotenziometriche hanno
mostrato che questi catalizzatori presentano la piГ№ alta attivitГ , rispetto agli anodi noti nello stato
dell'arte, per la ossidazione dell'etanolo in ambiente alcalino specialmente in termini di onset
potenziale di ossidazione e densitГ di corrente specifica che puГІ essere piГ№ alta di 3600 A gPd-1. E'
stato inoltre scoperto che celle DEFC (direct ethanol fuel cell) realizzate con anodi contenenti i
catalizzatori Pd-(Ni-Zn)/C e Pd-(Ni-Zn-P)/C, membrane commerciali a scambio anionico e catodi a
base di e Ni/Fe-Pc, presentano densitГ di potenza superiori a 60 mW/cm2 in sistemi passivi a
temperatura ambiente e di 200 mW/cm2 in sistemi attivi a 80 В°C. Inoltre, insieme alla produzione di
energia elettrica, le celle attive e passive non contenente platino, permettono la conversione quasi
quantitativa dell'etanolo (risorsa rinnovabile) in potassio acetato.
Le propietГ dei catalizzatori, fanno ben sperare in una loro reale applicazione come generatori di
corrente elettrica per strumenti di elettronica portatile.
Un'altra attivitГ di ricerca ha riguardato lo sviluppo di elettrocatalizzatori per celle DAFC a base di
Pd o Pt-Ru supportati su MWCNT (Multi-Wall Carbon Nanotube) caratterizzati da un basso carico
metallico. La realizzazione di MEA (assemblati membrane elettrodi) utilizzando come anodi i
catalizzatori Pd/MWNCT, catodi commerciali e membrane a scambio anionico sono stati valutati
nella ossidazione di alcoli come metanolo, etanolo, glicerolo, in sistemi attivi e passivi. L'analisi degli
esausti di cella hanno mostrato che l'etanolo ГЁ convertito ad acetato, mentre da metanolo viene
prodotto formiato e carbonato. Una piГ№ articolata formazione di prodotti come glicerato, glicolato,
tartronato, ossalato e carbonato ГЁ ottenuto dall'ossidazione del glicerolo. I catalizzatori anodici sono
molto attivi nella ossidazione degli alcoli. Il glicerolo presenta la piГ№ alta densitГ specigica di
corrente, mentre l'etanolo mostra il piГ№ basso onset di potenziale. La eccezionale attivitГ elettrocatalitica del Pd/MWNCT puГІ essere associate alla alta dispersione delle particelle metalliche
ed alle intrinseche propritГ dei nanotubi di carbonio.
Come risultati delle linee di ricerca, sono stati depositati due brevetti PCT/EP e sono state
sottomesse tre pubblicazioni di cui una ГЁ in corso di stampa.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Collaborazioni con piccole medie grandi industrie: Mossi e Ghisolfi (oggetto collaborazione
processo di trasformazione del glicerolo grezzo derivante da biocombustibili); ACTA SPA (oggetto
della collaborazione: sviluppo di catalizzatori a base di metalli non nobili nanostrutturati); ARGUS
CHEMICALS SRL (oggetto della collaborazione: esecuzione di analisi chimiche via NMR, IR, GCMS e XRPD); Azienda De Nardi (oggetto della collaborazione: catalizzatori per sensori). Ministero:
MIUR, fondo Integrativo Speciale per la Ricerca -FISR, progetto: nanosistemi inorganici ed ibridi per
lo sviluppo e l'innovazione di celle a combustibile; Unione Europea, Integrated Design of Catalytic
Nanomaterials for a sustainable production – IDECAT, Network of Excellence. Università e
Consorzi: UniversitГ di Roma la Sapienza; UniversitГ di Firenze; UniversitГ di Pisa; UniversitГ dell'Insubria - Como; Consorzio Interuniversitario per la Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM;
Laboratorio Firenze Hydrolab dell'Ente Cassa di Risparmio di Firenze; UniversitГ di Tolosa, (Fr,
elettrocatalizzatori per FCs supportati su nanotubi di carbonio e nanofibre).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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1
Totale
7
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-, regio- , stereo
ed enantio-) di fine chemicals
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettivitГ (chemo-,
regio- , stereo ed enantio-) di fine chemicals
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
PERTICI PAOLO
Risultati conseguiti
Nanoparticelle di rodio, platino ed oro, derivate da vapori dei metalli, sono state depositate su
supporti organici ed inorganici. I sistemi catalitici ottenuti hanno mostrato una elevata attivitГ e
selettivitГ nella idrogenazione di composti carbonilici alfa-beta insaturi (Rh), nella idrosililazione di
composti insaturi (Pt) e nella reazione di alcolisi di silani (Au). E' stata messa a punto la sintesi del
composto naturale (-)-Indolizidina 167B in elevata purezza ottica via un processo domino di
idroformilazione/ciclizzazione intramolecolare/idrogenazione. Attraverso l'impego della
deuteroformilazione sono state spiegate regioselettivitГ "anomale" (caso di b-isoforone chetalemascherato) . Sono state preparate e caratterizzate delle membrane contenenti complessi di rodio
chirali e utilizzate in reattori per reazioni di idrogenazione eterogenea asimmetrica: si sono osservati
buoni risultati in termini di attivitГ ed ottimi risultati in termini di steroselettivitГ , riutilizzabilitГ e
leaching. Sono stati preparati e caratterizzati catalizzatori ibridi nanoparticella di Pd-complesso
chirale di rodio immobilizzati su silici mesoporose ordinate.
Sono stati ottenuti finanziamenti per la coordinazione dei progetti:
- Marie-Curie Initial Training Network "NANO-HOST", Settimo Programma Quadro ComunitГ Europea, con 6 partner Europei, 1 partner industriale e valore complessivo 3,5 milioni di euro,
- contratto industriale per lo sviluppo di membrane catalitiche con la Nippon Kodoshi Corporation.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
- Istituto Europeo di Catalisi (ERIC)
- Laboratoire de Chimie, Catalyse, PolymГЁres et ProcГ©dГ©s, Lyon
- Instituto de Investigaciones QuГ­micas, Sevilla
- Instituto de Ciencia de Materiales de AragГіn, Zaragoza
- Katholieke Universiteit Leuven
- University of St. Andrews
- BASF Catalyst Research Center
- Technische Universiteit Eindhoven
- Utrecht University
-Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari, CNR Milano e Padova
-Dipartimento di Chimica e NIS Centro di Eccellenza, UniversitГ di Torino
-Istituto per i Processi Chimico Fisici, CNR Area della Ricerca di Pisa
-Ecole Nationale SupГ©rieure des IngГ©nieurs en Arts Chimique et Technologiques (ENSIACET)
Tolosa, Francia.
-UniversitГ di Manchester, Scuola di Chimica, Manchester, Regno Unito
-Institut Charles Gerhardt, Ecole Nationale SupГ©rieure de Chimie de Montpellier, Francia
-Research School of Chemistry, Austrialian National University, Canberra, Australia
-Network di Eccellenza IDECAT, VI Programma Quadro EU.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
do
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di ricerca
7
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Totale
13
Nuovi catalizzatori per 'commodities'
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Processi catalitici per una chimica verde (Green Catalysis)
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
OBERHAUSER WERNER
Risultati conseguiti
I risultati ottenuti nella polimerizzazione non alternata di CO ed olefine sono stati pubblicati in: Dalton
Transactions 2007, 47, 5590-5602 e sull' European Journal of Inorganic Chemistry 2008, 441-452.
Inoltre sono state presentati risulati preliminari di questo tipo di catalisi al XV Congresso Nazionale
di Catalisi,GIC 2007 a Tirrenia (Pisa)il 10-14 giugno 2007 ed al congrsso internazionale XVII
EuCheMS Conference on Organometallic Chemistry di Sofia, Bulgaria 1-6 settembre 2007.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
-Prof. Carmen Claver, UniversitГ di Tarragona, Spagnia
-Prof. Petre Stepnicka, UniversitГ di Praga, Repubblica Ceca
-Prof. Peter Brueggeller, UniversitГ di Innsbruck, Austria
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
2
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Nuovi materiali per 'storage' e produzione di idrogeno
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Risultati conseguiti
Nuovi materiali per produzione, purificazione e 'storage' di idrogeno
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
GONSALVI LUCA
1. Ottenimento di nuovi MOFs a base di formiato, coordinante Mg(II) e Zn(II). Ottenimento di nuovi
MOFs di Co(II), Ni(II) e Cu(II) basuti su 4,4'-bipiridile e anioni difosfinato con differenti catene
alifatiche, studio delle fasi isomeriche e polimorfiche ottenute. In particolare nel caso dei difosfinati di
Rame ГЁ stata descritta una fase metastabile 3D che spontaneamente si trasforma nella fase 2D sia
in acqua sia dopo trattamento termico. Dall'analisi di una serie di complessi di Rame difosfinato ГЁ
stato possibile correlare l'effetto dell'allungamento della catena che collega le due unitГ difosfinato
con le caratteristiche strutturali dei complessi ottenuti.
2. Studio della attivazione dell'ammoniaca-borano attraverso reazioni modello con complessi Irfosfinici e studi teorici sulla natura del legame metallo-idrogeno.
3. Nuovi leganti fosfinici idrosolubili (derivati diastereomerici del PTA) e loro complessi di Ir e Ru e
studio preliminare del loro effetto nell'attivazione di idrogeno in acqua ; interazione di specie
metalliche molecolari con ammoniaca-borano e studio della attivazione sul centro metallico per la
formazione di idruri di metalli di transizione. idrogenazione catalitica di chetoni alta efficienza in
mezzo acquoso.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
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Principali collaborazioni
Network FIRENZE HYDROLAB (ISC CNR, Firenze, Dr ZOPPI, tecniche neutroniche,
accesso ad ISIS, produzione H2, spettri Raman; UNIFI, Dipartimento di Chimica, valorizzazione del
CO2; UNIFI Dipartimento di Biotecnologie Agrarie, produzione di idrogeno per via biologica);
UNIBarcelona, E (Prof LLEDOS, modellizzazzione teorica); INEOS RAS, Mosca, RUS (Prof
SHUBINA, H- bonding e IR a bassa temperatura); UNIMilano (Prof ALBINATI, diffrazione X-ray e
neutronica). EC network AQUACHEM (contratto MRTN-CT-2003-503864) per trasferimento di
idrogeno e idrogenazioni selettive di substrati organici in fase acquosa. UNI PG (Dr F. Costantino,
analisi termica e termodiffrattometrica di stato solido; Prof A. Macchioni, studi PGSE NMR)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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professionale
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Totale
6
Catalizzatori di seconda generazione per produzione di idrogeno mediante reforming di
risorse rinnovabili
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Nuovi materiali per produzione, purificazione e 'storage' di idrogeno
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
FORNASIERO PAOLO
Risultati conseguiti
E' stata realizzato un set up sperimentale per le misure di attivitГ catalitica dedicate alla reazione di
produzione di idrogeno da reforming in fase acquosa e gassosa di composti ossigenati.
Sono stati progettati e realizzati catalizzatori nanostrutturati attivi in forma di microsfere
funzionalizzate. Sono state utilizzate allo scopo microsfere commerciali di allumina delta/gamma.
Dopo stabilizzazione termica ad elevata temperatura (900В°C), attraverso un processo sol gel
coinvolgente precursori di cerio, messi a punto nei nostri laboratori, ed alcossidi di zirconio, si ГЁ
provveduto a funzionalizzare l'allumina con film spessi di cerio e/o zirconio. Su questi ultimi,
attraverso scambio
Identificazione della correlazione tra la dimensione media delle particelle di fase attiva (Pt) e
disativazione a seguito di formazione di depositi carboniosi.
Realizzazione di una nuova classe di catalizzatori caratterizzati da maggiore resistenza termica e
alla disattivazione da coking.
Realizzazione di fotocatalizzatori attivi per la produzione fotoassistita di idrogeno a partire da
soluzioni acquose conteneti agenti sacrificali.
Riduzione dei fenomeni di leaching nei fotocatalizzatori a base di Cu.
Sono stati inviati due lavori per la pubblicazione.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Principali collaborazioni
Collaborazioni con UniversitГ di Venezia - Gruppo Professor Alvise Benedetti per la
caratterizzazione strutturale dei sistemi sviluppati(HRTEM, XRD da luce di sincrotrone e con cella
in situ).
Collaborazioni con UniversitГ di Cadice (Spagna) - Gruppo Professor Bernal per caratterizzazione
strutturale dei sistemi sviluppati. (STEM-DAAF)
Collaborazioni con UniversitГ di Messina - gruppo Professor Gabriele Centi e Siglinda Perathoner
per caratterizzazione elettrochimica dei sistemi a base di Cu sviluppati.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
do
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di ricerca
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Totale
0
Sintesi e caratterizzazione mediante metodologie chimiche innovative, di scaffold
molecolari per l'individuazione di nuove molecole biologicamente attive.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sintesi e caratterizzazione mediante metodologie chimiche innovative, di
scaffold molecolari per l'individuazione di nuove molecole biologicamente
attive.
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
MORDINI ALESSANDRO
Risultati conseguiti
Sono stati conseguiti risultati importanti sia per quanto riguarda la messa a punto di nuove
metodologie che nella sintesi di molecole di interesse applicativo.
L'attivitГ svolta ha consentito la sintesi di una nuova famiglia di delta-amminosteri
enantiomericamente arricchiti attraverso la reazione di coupling di Stille fra stannilallilammine chirali
e bromoacrilati. La reazione risulta estremamente selettiva e puГІ essere generalizzata alla sintesi di
(Z)-butenoati. Le molecole ottenute possono essere utilizzate come sistemi peptidomimetici per il
design di nuovi foldameri o come inibitori enzimatici.
Lo studio di reattivitГ di amminoallilsilani nella reazione di solfo- e fluorodesililazione ha consentito la
sintesi di uno nuovo amminoacido fluorurato e di una nuova famiglia di omoallilammine fluorurate,
composti che risultano interessanti sia per la loro potenziale attivitГ biologica che come intermedi
per l'ottenimento di nuove molecole fluorurate polifunzionalizzate.
Infine e' stato intrapreso un studio sulla riduzione di oxopiperazine polisostituite al fine di ottenere le
corrispondenti piperazine come scaffold molecolari per la sintesi di farmaci attivi verso le malattie
del sistema nervoso centrale.
Si sono inoltre ottenuti importanti risultati nella messa punto di nuove metodologie sintetiche selettive
per la preparazione di anelli eterociclici ossigenati ed azotati e per la sintesi di amminoacidi non
naturali. Si e' anche iniziato uno studio per la preparazione di sistemi piridinici variamente sostituiti
tramite reazioni di riarrangiamento "domino" a partire dai corrispondenti ossidi.
Sono stati conclusi gli studi concernenti la epossidazione di sistemi "disattivati" al trasferimento di
ossigeno elettrofilo, tra cui alcheni alfa, beta-insaturi. Calcoli teorici e la definizione delle rilevanti
interazioni HOMO-LUMO diossirano/alchene hanno consentito di chiarire la natura del processo di
trasferimento di ossigeno perossidico di tipo elettrofilico.
In parallelo si ГЁ concluso uno studio concernente la applicazione dei metodi di ossidazione regio-, e
stereoselettiva di derivati tri e diacetato dell'androstano, i cui mono e poliidrossi derivati sono utili
intermedi del colecalciferolo presentando anche attivitГ anticarcemica e antiproliferativa esaltata, sia
tal quali o anche dopo trasformazione dei gruppi idrossi in altre funzionalitГ chiave.
Per quello che concerne la selettivitГ realizzabile in idrocarburi policiclici dotati di rigidita' sterica
(e.g., cubano), la ossifunzionalizzazione in alta resa di queste molecole consente di ottenere
derivati di interesse nel campo di applicazioni speciali (propellenti, lubrificanti, etc).
Abbiamo inoltre preparato numerosi solfossidi enantiopuri per ossidazione enantioselettiva dei
corrispondenti solfuri con idroperossidi in presenza di complessi chirali del titanio, secondo la
procedura da noi messa a punto negli anni precedenti e di recente interpretata anche con un
modello teorico. Abbiamo preparato amminobenzilnaftoli chirali per condensazione di 2-naftolo,
aldeidi ariliche e ammine chirali.
Proseguendo negli studi sullo sviluppo di nuove metodologie di sintesi "pulite" da attuare in solventi
eco-compatibili come i liquidi ionici (ILs), sono state condotte ricerche miranti alla preparazione di
nuovi e piГ№ efficienti catalizzatori di palladio nanostrutturato da impiegare in reazioni
organometalliche regio- e stereo-selettive. Di estremo rilievo sono state le prestazioni di questi
colloidi nelle reazioni di idrodeclorurazione dei cloro areni, processo di estremo interesse nel campo
della chimica ambientale. In questo contesto si sono anche proseguiti gli studi sui processi di
ancoraggio su fase solida (silice e resine a scambio ionico) di camplessi di metalli di transizione e
sull'attivazione di reazioni tramite microonde.
Infine e' stata messa a punto la sintesi di una serie di prodotti dotati di attivita' farmacologica quali
acidi idrossammici (inibitori di metalloproteasi), sistemi piperazinici sostituiti (malattie del CNS),
profarmaci antitumorali a struttura di trifosfato su cui sono stati eseguiti anche studi di attivita'
biologica in vitro ed in vivo con buoni risultati.
Pubblicazioni 8
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
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Convegno
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
ISOF – CNR, Bologna;
Dipartimento di Chimica Organica "U. Schiff", Universita' di Firenze;
Dipartimento Farmaco Chimico Tecnologico, Universita' di Siena;
Dipartimento di Chimica Organica "G. Ciamician", Universita' di Bologna;
Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Universita' di Foggia;
GlaxoSmithKline, Verona;
Sigma-Tau, Pomezia;
Dipartimento di Chimica Organica "A. Mangini", Universita' di Bologna;
Consorzio Interuniversitario Nazionale CINMPIS;
Azione COST D40 " Innovative Catalysis: New Processes and Selectivities";
Accordo Bilaterale CNR-MTA, Department of Organic Chemical Technology, Budapest University
of Technology and Economics;
Dipartimento Farmaco-Chimico, Universita' di Bari;
Dipartimento di Chimica, Universita' di Bari.
The University of Chicago, Department of Chemistry, IL (USA)
Chemistry Department, Brown University Providence Rhode Island (USA).
DГ©partement de Chimie Organique, Universite' de Geneve (Svizzera).
Istituto di Cristallografia, CNR, Roma.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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Altro
incaricato
professionale
do
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di ricerca
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Totale
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Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
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incaricato
professionale
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visitatore
di ricerca
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Totale
13
MAteriali Funz ionali Organici per applicaz ioni High-Tech: sistemi molecolari,
supramolecolari e bioibridi (MAFO-HT)
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
MAteriali Funzionali Organici per applicazioni High-Tech: sistemi molecolari,
supramolecolari e bioibridi (MAFO-HT)
Sistemi nanorganizzati con proprieta' elettroniche, fotoniche e magnetiche
Progettazione Molecolare
HASSAN OMAR OMAR
Risultati conseguiti
Il progetto riguarda la sintesi di poli-p-arilenevinileni perfluorurati e molecole a base tiofenica dotati di
alta mobilitГ di carica. I polimeri sono stati caratterizzati mediante spettroscopia FTIR ed XPS,
depositati in film sottile per studiarne le potenzialitГ sia come trasportatori di carica negativa in
dispositivi elettroottici, che per applicazioni fotovoltaiche. I derivati sono stati testati come
trasportatori di carica per applicazioni in dispositivi OFETs.
Sono inoltre stati preparati oligo-p-(fenileneetinileni) i primi funzionalizzati con PNA (Peptide Nucleic
Acid) come elementi attivi in sensori ottici a quenching di fluorescenza gli altri tetrafunzionalizzati da
gruppi tiolici, aventi geometria chelante, saranno oggetto di studi nel campo dell'elettronica
molecolare. Infine sono stati sintetizzati polimeri e molecole contenenti composti eterociclici con
eteroatomi elettron-ricchi quali atomi di azoto o zolfo. E' noto infatti che polimeri contenenti unitГ fenotiaziniche o carbazoliche o loro derivati esibiscono proprietГ elettroottiche uniche ed hanno
trovato varie applicazioni in transistor organici ad effetto di campo (OFETs) e OLEDs (OrganicLight
Emitting Diodes).
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Studi modellistici per l!attivazione dell!idrogeno molecolare da parte di sistemi metallici
anche con finalitГ biomimetiche
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Modellizzazione della ReattivitГ Chimica
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
IENCO ANDREA
Risultati conseguiti
Abbiamo chiarificato il meccanismo di attivazione dell'idrogeno molecolare nel sistema Ni-Ru
descritto da Ogo (Science, 2007, 316, 585) attraverso la caratterizzazione dei vari stadi intermedi
fino alla descrizione dello stato di transizione che coinvolge la rottura della molecola di idrogeno,
legata al rutenio e l'astrazione di un protone da parte del sistema acquoso circostante. In particolare
ГЁ stata riconosciuta la necessitГ della presenza di almeno una base debole che insieme alle
molecole d'acqua interagisca con la molecola di idrogeno. Il profilo energetico della reazione ГЁ stato
calcolato utilizzando calcoli DFT sia in fase gassosa che utilizzando il modello del solvente
polarizzabile continuo. Le simulazioni CPMD hanno simulato il comportamento del complesso
dell'idrogeno molecolare e hanno confermato che le molecole di solvente devono cooperare per
l'estrazione del protone dal complesso.
La scittura e pubblicazione di questi risultati su una prestigiosa rivista internazionale ГЁ
programmata.
Partendo dall'analisi dei complessi dimeri con disolfuri a ponte abbiamo identificato molecole di S4
(2-) a ponte tra due o quattro metalli. Quest'aspetto ГЁ totalmente nuovo in quanto alcuni sistemi
esistenti venivano descritti come doppi disolfuri paralleli, ma non interagenti, a ponte tra i metalli. Gli
anelli S4(2-) riportati sono caratterizzati da due legami S-Ssingoli e due legami lunghi di ordine 0.5.
Attraverso un'analisi sistematica sulla natura dei metalli abbiamo chiarito i fattori che controllano la
dicotomia 2S2(2-)/S4(2-), come ad esempio l'energia degli orbitali metallici e la loro diffusione.
Questi risultati sono stati oggetto di tre pubblicazioni apparse quest'anno. (Angew.Chemie. 2008,
47, 2864-2868 e Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 3631-3637). Inoltre ГЁ stato appena terminato un
manoscritto-dibattito (Mealli, Hoffmann, Alvarez) sottomesso per la pubblicazione e relativo alla
possibilita che due anioni sulfuri siano legati tra loro a distanza lunga (ca. 2.7 A).
Complessi di Platino, Rutenio ed Iridio con siti di coordinazione vacanti o occupati da un idrogeno
agostico hanno la possibilitГ di spezzare eteroliticamente l'idrogeno molecolare. Lo studio
sistematico di queste reazioni ha evidenziato la possibilitГ di differenti tipi di reattivitГ e attraverso i
calcoli quanto-meccanici abbiamo proposto i profili di reazione piГ№ probabili per i vari sistemi
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Principali collaborazioni
Gli studi sui disolfuri a ponte sono stati portati avanti con il gruppo del Prof. Roald Hoffmann della
Cornell University (Ithaca, NY, USA) mentre il lavoro sull'attivazione eterolitica di complessi metallici
ГЁ stato portato avanti in collaborazione con il Prof. Walter Baratta dell'UniversitГ degli Studi di Udine.
Sullo studio della Fe-idrogenasi sono state attivate collaborazioni con il dipartimento di fisica
dell'universita' di Roma - Tor Vergata (prof. Silvia Morante e Giancarlo Rossi), Karl Freed, Univ.
Chicago, USA.
Nell'ambito del progetto sono state avviate collaborazioni con centri di calcolo europei nell'ambito del
progetto HPC-Europa, Miquel Sola', Univ. Girona, Spagna, Antoni Llobet, Institute of Chemical
Research of Catalonia (ICIQ), Tarragona, Spagna.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Aggregazione di proteine e struttura della cromatina
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Interazione proteine-acidi nucleici ed organizzazione sopramolecolare della
cromatina
Struttura, funzione e progettazione di proteine, acidi nucleici e loro complessi
sopramolecolari
Scienze della Vita
LA PENNA GIOVANNI
Risultati conseguiti
I vari punti descritti tra le attivita' svolte hanno portato a pubblicazioni scientifiche.
1. E' stato pubblicato in Macromolecules il risultato dell'applicazione di cui sopra al punto 1. La
compatibilita' del modello con la tesi dell'effetto inverso della sequenza nella strutturazione delle
proteine pone il modello come una valida fonte di interpretazione per numerose osservazioni in cui
proteine incorrono in fenomeni patologici per via della instabilita' delle strutture a cui possono dare
luogo.
2. La descrizione della cinetica in transizioni conformazionali e' disponibile, ma attendeva un
consolidamento del punto sopra. Infatti per avere risultati riproducibili per la cinetica occorre prima
disporre di distribuzioni iniziali e di equilibrio per le conformazioni molecolari e quindi di una corretta
valutazione dell'energia libera.
3. E' in corso di pubblicazione su J. Biol. Inorg. Chem. il risultato ottenuto sull'interazione tra Cu(II) e
porzione N-terminale del prione. Si tratta di un risultato rilevante in quanto si inserisce nell'accesa
discussione del ruolo del prione come superossidodismutasi e quindi nella relazione tra la patologia
prionica e lo stress ossidativo in cui il trasporto di Cu e' fortemente implicato.
E' in preparazione un'articolo sull'interazione tra Zn+2 e frammento 1-16 del peptide amiloideo Abeta
dell'Alzheimer.
4. E' in preparazione un lavoro sull'effetto dell'interazione con la proteina LacI di E. Coli sul DNA del
batterio. Si tratta di una simulazione di ca. 200000 atomi, quindi di un sistema molto esteso, in cui
sono implicate interazioni elettrostatiche tra proteina e DNA (modulate dal solvente acquoso e da
controioni Na+) e forti deformazioni interne al DNA, in particolare nel piegamento. Stiamo valutando
le implicazioni di queste distorsioni nella discussione se il DNA del batterio e' avvolto attorno al
tetramero proteico allorche' il gene relativo e' silenziato.
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Principali collaborazioni
Entrambe le pubblicazioni sono state rese possibile dal lavoro svolto dalla dott.ssa S. Furlan,
nell'ambito del progetto FIRB RBNE03PX83 coordinato dal prof. E. Rizzarelli (CT). Il progetto e'
terminato e con esso il contratto di S. Furlan il 31/08/08. La collaborazione con la dott.ssa Furlan
prosegue per quanto riguarda l'attivita' n. 2 di cui sopra che verra' conclusa nel corso del 2009.
Nell'ambito dell'attivita' n. 3, e' attiva una collaborazione con il Dip. di fisica della II universita' di
Roma (prof. S. Morante e G.C. Rossi). Questa collaborazione ha permesso l'utilizzo di un cluster di
8 calcolatori, installati presso Iccom, per simulazioni di dinamica molecolare a principi primi. Inoltre
la collaborazione ha portato all'approvazione di un progetto DECI (Deisa extreme computing
initiative) presso l'infrastruttura europea di calcolo Deisa. Il progetto e' coordinato dal prof. P.
Giannozzi (Dip. fisica, universita' di Udine) e permette l'utilizzo di un ingente tempo di calcolo
nell'ambito delle architetture piu' avanzate in Europa.
Stiamo collaborando con il Centro di risonanze magnetiche di Firenze per quanto riguarda la
descrizione dell'interazione tra Zn e frammento 1-40 del peptide Abeta implicato nella patologia di
Alzheimer. I calcoli relativi sono stati effettuati presso il John von Neumann computing institute di
Juelich (Germania), dove e' stato ottenuto l'accesso grazie all'approvazione di un progetto
specifico.
La tematica dell'interazione tra ioni metallici e peptidi amiloidei ha portato alla collaborazione con il
prof. P. Faller (Lcc-Cnrs e universita'
di Tolosa, Francia), da tempo impegnato nella caratterizzazione chimico-fisica per via sperimentale
di questi sistemi. La dott.ssa Furlan ha presentato un progetto nell'ambito del programma quadro 7
dell'Unione europea per un soggiorno di un anno presso Lcc-Cnrs.
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Valorizzazione di feedstock inorganici mediante sistemi catalitici in acqua e liquidi ionici
Responsabile:
GONSALVI LUCA
Risultati conseguiti
Attivazione P4 per via chimica: a) sintesi di almeno 10 complessi di coordinazione e/o
organometallici e studio della reattivita' con P4 - ottenimento di nuove architetture di legame del
fosforo e sua attivazione stoichiometrica; b) studio delle proprieta' redox dei complessi bimetallici
Co-Pt, Rh-Pt, Ir-Pt in Kazan; c) studio di attivazione catalitica in presenza di catalizzatori metallici,
organici e additivi. Attivazione P4 per via elettrochimica: ottimizzazione della cella elettrolitica ed
ulteriori studi sulla natura dell'interazione del P4 con gli elettrodi inerti e/o sacrificali. Idrogenazione
della CO2 in acqua: sono stati testati catalizzatori idrosolubili del tipo [Cp*IrCl(PTA)2]Cl e [Cp*IrCl2
(PTA)] insieme a Cp*RuCl(PTA)2 per la riduzione di bicarbonato e carbonato (dipendendo dal pH) a
formiato, attraverso una STSM all'EPFL (Dr M Erlandsson). Gli analoghi complessi con Rh sono
stati testati come agenti antitumorali con buoni risultati. Nel 2006 sono stati pubblicati quattro articoli
su riviste internazionali: Organometallics 2006, 25, 4090-4096 e Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45,
4182-4185, J. Organomet. Chem. 2006, 691, 3931 – 3937, Dal ton Trans. 2006, 389 - 395 ed una
review: Spec. Chem Mag. 2006, 26, 1039-1050
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Principali collaborazioni
Thermphos Int B.V: partner industriale per lo sfruttamento commerciale e brevettazione dei
processi chimico ed elettrochimico oggetto di questa commessa. IOPC Kazan (Russia): partner
scientifico per lo studio di attivazione elettrochimica del P4 in acqua ed altri solventi per l'ottenimento
selettivo di acido ipofosforoso. EPFL Lausanne CH: partner scientifico attraverso ESF COST D29
per lo studio dell'idrogenazione della CO2 e bicarbonato in acqua. Universita' di Firenze: partner
scientifico sulla reattivitГ del P4
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
High pressure IR and NMR cells High pressure reactors (autoclaves) X-ray diffractometer, CAD4
(Nonius) and XPW 1100 (Philips) GC-MS, QP 5000 (Shimadzu); FT-IR spectrophotometer, 1600
and BXII (Perkin Elmer); NMR spectrometer, ACP 200 and Avande Avance 400 (Bruker), and VXR
300 (Varian); Three Gas chromatographers, GC 17A (Shimadzu)
Studi teoricicomputazionali di proprietГ strutturali, elettroniche, e meccanismi di reazione
di sistemi metallici rilevanti in biochimica, catalisi, e scienza dei materiali.
Responsabile:
MEALLI CARLO
Risultati conseguiti
Nell'anno 2007, la ricerca mirata alla comprensione teorica delle relazioni tra proprietГ chimiche e
strutturali, ha conseguito numerosi ed importanti risultati che sono apparsi in prestigiose riviste
internazionali. Infatti, gli studi teorici hanno portato al chiarimento dell'azione dei metallo di
transizione in processi catalitici, anche di rilevanza biologica, nonchГ© all'interpretazione di alcuni
sottili aspetti teorici del legame diretto Metallo-Metallo.
Brevemente, si riporta un sunto dei principali argomenti trattati.
1) E' stato chiarito, attraverso la determinazione computazionale di intermedi di reazione non
osservati sperimentalmente, il meccanismo di trasformazione di enyni im presenza di catalizzatori
di Rutenio. Solo lo studio teorico computazionale ha dimostrato che, a differenza con il classico
catalizzatore di Grubbs, il sistema procede attraverso un prodotto di ciclopropanazione piuttosto
che di metatesi (Collaborazione con il Prof. P. Dixenuf dell'UniversitГ di Rennes, JACS 2007).
2) Sono stati studiati modelli di Heme per simulare le proprietГ del citocromo-c. Per la prima volta
abbiamo combinato uno studio DFT con calcoli di Molecular Dynamics (metodi di Car-Parinnello. E'
stato possibile mettere in evidenza la funzionalitГ dei gruppi proprionati sostituenti dell'heme. (J.
Chem Phys 2007).
3) E' stato eseguito uno studio mirato ad comprendere i sottili fattori elettronici che regolano
l'interazione di legame Fe-Fe nella classica molecola Fe2(CO)9. Con una nuova tecnica che
combina DFT e calcoli di DensitГ Elettronica (Metodo AIM), da noi messa a punto, abbiamo
confermato una nostra vecchia ipotesi (pubblicata 20 anni fa). Ossia, un ruolo importante ГЁ giocato
da uno degli orbitali d del metallo comunemente considerato essere di non-legame. (Collaborazione
con il Prof. J. Reinhold dell'UniversitГ di Lipsia, Inorg. Chem. 2007).
4) Abbiamo prodotto un sistematico studio teorico degli effetti elettronici in sistemi omolettici con due
o tre chelanti alpha-diiminici e metalli del Gruppo 4, che abbiamo pubblicato in forma di Review.
(Collaborazione con il Prof. A. Galindo dell'UniversitГ di Siviglia, Eur. J. Inorg. Chem. 2007).
5) Ci siamo interessati (e continuiamo a farlo) dell'attivazione di idrogeno molecolare su sistemi
bimetallici come modelli delle idrogenasi. I temi aperti sono diversi e tutti all'attenzione della comunitГ scientifica internazionale. Noi ne abbiamo evidenziato alcuni in un "highlight" di Angewandte Chemie
(2007) scritto in collaborazione con il Prof. T. Rauchfuss (Indiana University).
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Principali collaborazioni
Cornell University, Ithaca USA, (Professor Roald Hoffmann)
Universidad de Sevilla, Siviglia, Spagna (Professor Agustin Galindo)
University of Urbana, Illinois, USA (Professor Thomas Rauchfuss)
University of Leipzig, Germania (Professor Jaoachim Reinhold)
University of Rennes, Francia (Professor Pierre Dixneuf)
UniversitГ di Udine (Professor Walter Baratta)
UniversitГ di Firenze (Professor Lucia Banci)
Risorse umane
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Principali risorse strumentali utilizzate
Vengono utilizzati per i calcoli un cluster a 16 processori di proprietГ dell'Istituto (nonchГЁ alcuni PC)
e del tempo macchina sul CINECA, ottenuto attraverso l'accordo CNR-CINECA.
Sintesi di nuove poliammine chirali e loro applicazione in organocatalisi
Responsabile:
REGINATO GIANNA
Risultati conseguiti
Il progetto, valutato positivamente alla fine del 2006, e' stato avviato nel 2007 anche se, a causa di
un ritardo nel finanziamento, non ha potuto essere sviluppato al pieno delle sue potenzialitГ .
L'elaborazione sintetica di amminoacidi naturali per l'ottenimento di nuove diammine chirali e' stata
comunque avviata con ottimi risultati che hanno consentito l'ottenimento di tali molecole con buone
rese, attraverso l'amminazione riduttiva delle corrispondenti amminoaldeidi. Tali diammine sono
state ottenute con protezione ortogonale, mostrando notevoli potenzialitГ come scaffolds molecolari
da potere utilizzare per la sintesi di nuove molecole farmacologiacamente attive.
A questo proposito e' stata anche studiata la acilazione e seguente ciclizzazione di tali diammine
allo scopo di ottenere nuove ossopiperazine chirali.
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Torino (prof. Paolo Venturello)
UniversitГ di Ginevra (prof. Alexandre Alexakis)
UniversitГ di Budapest MTA (prof. Ferencs Faigl)
CNRS - Rouen (Dr. Jacques Maddaluno)
Glaxo SmithKline - Verona (Dr. Daniele Donati)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPH
INFRARED SPECTROMETER
MASS SPECTROMETER
NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROMETER
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
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Bert P., Bianchini C., Giambastiani G., Marchionni A., Tampucci A., Vizza F. - A process for the
partial oxidation of alcohol in water by direct alcohol fuel cells
Bert P., Bianchini C., Catanorchi S., Giambastiani G., Marchionni A., Santiccioli S., Tampucci A.,
Vizza F. - Electrocatalysts consisting of noble metals deposited on nickel based materials, their
preparation and use and fuel cells that contain them
Bianchini C., Giambastiani G., Meli A., Toti A. - Idroarilazione catalitica di alcheni e alchini
catalizzata da complessi di metalli di transizione non nobili
Babudri F., Farinola G. M., Naso F. , Palmisano F., Torsi L., Tanese M.C., Zambonin P.G.,
Hassan Omar O., Valli L. - Organic thin film transistors, compounds and procedures for their
realization and their use as gaseous phase sensors
Coiai Serena, Ciardelli Francesco, Passaglia Elisa, Sulcis Roberta, Resmini Emiliano, Tirelli
Diego, Peruzzzotti Franco - Process for manufacturing a thermoplastic elastomeric material
Articoli ISI
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Bredeau S., Bonduel D., Alexandre M., Boggioni L., Tritto I., Giambastiani G., Toti A., Meli A.,
Bianchini C., Dubois P. - (co)polyolefin-based nanocomposites via carbon nanotube-supported
metallocenes catalysis - POLYMER, Vol. 49, Pagg. 289-289
Torsi L., Farinola G. M., Marinelli F., Tanese M. C., Hassan Omar O., Valli L., Babudri F.,
Palmisano F., Zambonin P. G., Naso F. - A Sensitivity-enhanced field-effect chiral sensor NATURE MATERIALS, Vol. 7, Pagg. 412-417
Bataille T., Costantino F., Lorenzo-Luis P., Midollini S., Orlandini A. - A new copper(II) tubelike
metal-organic framework constructed from P,P'-diphenylmethylenediphosphinic acid and 4,4'bipyridine: synthesis, structure and thermal behaviour - INORGANICA CHIMICA ACTA, Vol.
361, Pagg. 9-15
Bataille T., Costantino F., Ienco A., Guerri A., Marmottini F., Midollini S. - A snapshot of a
coordination polymer self-assembly process: the crystallization of a metastable 3D network
followed by the spontaneous transformation in water to a 2D pseudopolymorphic phase CHEMICAL COMMUNICATIONS, Vol. , Pagg. 6381-6383
Barbaro P., Bianchini C., Dal Santo V., Meli A., Moneti S., Pirovano C., Psaro R., Sordelli L., Vizza
F. - Benzene Hydrogenation by Silica-Supported Catalysts Made of Palladium Nanoparticles and
Electrostatically Immobilized Rhodium Single Sites - ORGANOMETALLICS, Vol. 27, Pagg.
2809-2824
Yakhvarov D., Peruzzini M., Caporali M., Gonsalvi L., Midollini S., Orlandini A., Ganushevich Y,
Sinyashin O. - Bimetallic Activation of White Phosphorus - PHOSPHORUS SULFUR AND
SILICON AND THE RELATED ELEMENTS, Vol. 183, Pagg. 487-493
Ricci A., Angelucci F., Chiarini M., Lo Sterzo C., Masi D., Giambastiani G., Bianchini C. - Bis
(cyclopentadienyl)phenylphosphine as Ligand Precursor for Assembling Heteropolymetal
Complexes - ORGANOMETALLICS, Vol. 27, Pagg. 1617-1625
Angelico R., Ceglie A., Cuomo F., Cardellicchio C., Mascolo G., Colafemmina G. - Catanionic
Systems from Conversion of Nucleotides into Nucleo-Lipids - LANGMUIR, Vol. 24, Pagg.
2348-2355
Costantino F., Midollini S., Orlandini A. - Cobalt(II) and nickel(II) coordination polymers
constructed from P,P'-diphenylmethylenediphosphinic acid and 4,4'-bipyridine (bipy): structural
isomerism in [Co(pcp)(bipy)0.5(H2O)2] - INORGANICA CHIMICA ACTA, Vol. 361, Pagg.
327-334
Baldelli Bombelli F., Berti D., Milani S., Lagi M., Barbaro P., Karlsson G., Brandt A., Baglioni P. Collective Headgroup Conformational Transition in Twisted Micellar Superstructures - SOFT
MATTER, Vol. 4, Pagg. 1102-1102
Mani F., Peruzzini M., Stoppioni P. - Combined process of CO2 capture by potassium carbonate
and production of basic zinc(II) carbonates: CO2 release from bicarbonate solutions at room
temperature and pressure - ENERGY & FUELS, Vol. 22, Pagg. 1714-1719
Annese C., D'Accolti L., Dinoi A., Fusco C., Gandolfi R., Curci R. - Concerning the Reactivity of
Dioxiranes. Observations from Experiments and Theory - JOURNAL OF THE AMERICAN
CHEMICAL SOCIETY, Vol. 130, Pagg. 1197-1204
Barbaro P., Di Vaira M., Peruzzini M., Seniori Costantini S., Stoppioni P. - Controlling the
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Articoli in atti di Convegno
1
Libri
Torsi L., Farinola G.M., Marinelli F., Angione D., Hassan Omar O., Valli L., Giancane G., Babudri
F., Palmisano F., Zambonin P.G. , Naso F. - Organic thin film transistors as plastic chiral
sensors - Proceedings of The Seventh IEEE Conference on SENSORS, Lecce, Italy
1
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3
4
5
6
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Mordini A., Peruzzi D., Russo F., Reginato G. - Highly Selective Metalation Reactions - New
Methodologies and Techniques for a Sustainable Organic Chemistry, Springer, Dordrecht, The
Netherlands
Bianchini C., Gonsalvi L., Peruzzini M. - Iridium-Catalyzed C=O Hydrogenation - Iridium
Complexes in Organic Synthesis, Wiley-VCH, Weinheim
Giomi D., Cordero F. M., Machetti F. - Isoxazoles - Comprehensive Heterocyclic Chemistry III,
Elsevier, Oxford
Vitulli G., Evangelisti C., Caporusso A.M., Pertici P., Panziera N., Bertozzi S., Salvatori P. - Metal
Vapour Derived Nanostructured Catalysts in Fine Chemistry - Metal nanoclusters in catalysis
and materials science: the issue of size-control, Elsevier, Amsterdam (Netherlands)
Mordini A., Faigl F. - New Methodologies and Techniques for a Sustainable Organic Chemistry - ,
Springer, Dordrecht, The Netherlands
Passaglia E., Coiai S. - Polverino di pneumatico da riciclo in miscelazione reattiva - Cicli di vita dei
materiali polimerici - Libro raccolta delle lezioni, Pacini Editore ISBN 978-88-7781-987-1,
Ciardelli F., Passaglia E., Bronco S. - Polymers and their Synthesis - Fundamentals of
Chemistry, Eolss Publishers, Oxford ,UK
Giambastiani G., Milani B., Meli A., Toti A., Rossin A. - Proceedings of the 16th International
Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC-XVI)” Florence 6-11 July 2008 - , Edizioni
Tassinari, Firenze
Principali risorse strumentali dell!Istituto
L'ICCOM dispone attualmente di un moderno parco di strumentazioni scientifiche soprattutto grazie
ai contratti esterni, in particolare a quelli che dal 2004 arrivano con regolaritГ dall'Ente Cassa di
Risparmio di Firenze a seguito della istituzione di un laboratorio avanzato per la produzione,
immagazzinamento ed utilizzazione dell'idrogeno come vettore energetico (progetto HYDROLAB), e
di quelli pervenuti dal MIUR per progetti FISR e FIRB.
L'Istituto, in particolare, ГЁ dotato di una strumentazione medio-grande quasi completa per la
caratterizzazione sia in soluzione che allo stato solido di molecole, materiali polimerici e materiali
inorganici.
Il parco strumenti NMR comprende 5 (4 a Firenze , 1 a Bari) recenti spettrometri Bruker da 200 a
500 MHz con probe per lo stato solido al Bruker AV400.
Gli strumenti per la caratterizzaione di materiali solidi, anche per scopi catalitici, comprendono un
sistema integrato per reazioni solido-gas (CATLAB), un diffattometro a cristallo singolo ed uno a
polveri, un microscopip AFM-STM e un TEM a 120 KeV, un porosimetro Micromeritics ed uno
strumento TGA accoppiato a spettrometro di massa.
Vari spettrometri di massa GC-MS e LC-MS sono presenti a Firenze e Pisa. In questa sede vi sono
due strumenti di grande qualitГ .
E' stato istituito nel biennio 2007-2008 un laboratorio completo per la costruzione e valutazione di
celle a combustibile ed elettrocatalizzatori. Esso comprende due stazioni di gestione e controllo di
celle a combustibile (Scriber Associated), due potenziostati-galvanostati, pressa per assemblati
membrana-elettrodi.
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
Con una sola eccezione (SV.P14.001.002), tutte le attivitГ di ricerca dell'ICCOM nel 2008 si sono
svolte nell'ambito del Dipartimento di Progettazione Molecolare (PM) all'interno dei seguenti Progetti:
Progetto PM.P01 "Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche" (2
Moduli)
Progetto PM.P02 "Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per applicazioni
funzionali e strutturali" (1 Modulo)
Progetto PM.P03 "Prodotti e processi innovativi per una chimica sostenibile" (6 Moduli)
Progetto PM.P04 "Sistemi nanorganizzati con proprieta' elettroniche, fotoniche e magnetiche" (1
Modulo)
Progetto PM.P07 "Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico" (1 Modulo)
La missione iniziale dell'ICCOM era quella configurarsi come centro di competenza per la
progettazione e produzione di composti molecolari e di materiali innovativi attraverso metodologie
sintetiche organiche, inorganiche ed organometalliche selettive con particolare riferimento ai
processi catalitici in differenti sistemi di fase.
Negli anni successivi, sulla spinta anche delle istanze della produzione di energia da fonti rinnovabili
e della sostenibilitГ ambientale sono stati identificati altri settori di studio e l'ICCOM ha assunto un
ruolo indiscusso tra i centri di ricerca internazionali nei seguenti settori: processi catalitici sostenibili
rivolti alla produzione di molecole e composti funzionali; materiali polimerici e nano compositi con
proprietГ funzionali; produzione di energia da fonti rinnovabili o con metodi alternativi all'uso dei
combustibili fossili (celle a combustibile, elettrolizzatori a membrana polimerica).
Proprio nel settore della produzione e storage di idrogeno e con particolare riguardo all'impiego di
feedstocks costituiti da risorse rinnovabili si ГЁ aggiunta, negli ultimi due anni, una linea di ricerca (nel
gergo CNR, un Modulo) ed ГЁ stata istituita dal Consiglio di Amministrazione del CNR un'UnitГ di
Ricerca presso il Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Trieste (UdR-ICCOM-TS) la cui
specifica missione ГЁ quella di "sviluppare catalizzatori per la produzione di idrogeno".
Ottimi risultati hanno dato e continuano a dare le numerose collaborazioni con gruppi di ricerca
Universitari come del resto testimoniato dal numero e dalla qualitГ del personale Universitario
associato. Le collaborazioni scientifiche con tale personale si svolgono in quasi tutti i Moduli a cui
l'ICCOM partecipa e sono sempre state motivate dalla necessitГ di ampliare la catena delle
competenze mettendo l'Istituto nelle condizione di affrontare con efficacia sempre piГ№ vaste
problematiche di ricerca.
Personale CNR al 31/12/2008
Firenze: ricercatori 17 + tecnici 3 + amministrativi 3 = totale 23
Bari: ricercatori 5 + tecnici 0 + amministrativi 1 = totale 6
Pisa: ricercatori 4 + tecnici 1 + amministrativi 0 = totale 5
ICCOM totale: ricercatori 26 + tecnici 4 + amministrativi 4 = totale 34
Personale Associato al 31/12/2008
Firenze 13, Bari 5, Pisa 7
totale 25
Risorse (euro/1000) al netto degli stipendi e costi figurativi nel periodo 2001-2008 (per ogni anno:
ris.interne/ris.esterne/ris.totale/% ris.esterne su totale)
2001 596/103/699/15
2002 489/206/695/30
2003 306/248/554/45
2004 361/1269/1630/78
2005 337/1075/1412/76
2006 381/985/1366/72
2007 308/1377/1685/82
2008 225/1267/1492/85
La capacitГ di autofinanziamento ГЁ costantemente cresciuta dall'anno di costituzione dell'Istituto
con percentuali rispetto alla Dotazione Ordinaria aumentate dal 15% nel 2001 all'85% del 2008, pur
essendo diminuito nel frattempo il personale a tempo indeterminato di 13 unitГ tra ricercatori e
tecnici e di 2 unitГ di amministrativi.
Parallelamente all'attivitГ di ricerca, l'ICCOM svolge una intensa attivitГ di alta formazione sia
attraverso specifiche convenzioni con UniversitГ , per lo svolgimento di Dottorati di Ricerca presso
il CNR, sia attraverso contratti UE di varie tipologie all'interno dei programmi FP6 e FP7 (MarieCurie-RTN e -ITN, Network di Eccellenza). Al momento svolgono attivitГ di ricerca/formazione
presso ICCOM, pagati con fondi esterni, 14 Assegnisti di Ricerca, 4 Contrattisti a progetto, 3
Dottorandi.
L'analisi dei dati economico-finanziari del 2008, disgregati per tipologia di entrata esterna, conferma
il trend giГ osservato nel 2007 per quanto riguarda l'intensitГ delle collaborazioni tra ICCOM e
Industrie/Enti privati: l'ammontare delle entrate dovute a progetti/contratti con quest'ultimi (529 euro/
1000) ГЁ confrontabile con quello, piГ№ tradizionale per gli Istituti CNR, dovuto al MIUR o alla UE (573
euro/1000).
L'Istituto ha una solida reputazione internazionale e questo ha contribuito alla sua partecipazione a
numerosi progetti all'interno del 6В° Programma Quadro Europeo, sia nel settore dei materiali ibridi
(Nanotechnologies and nanosciences, knowledge-based multifunctional materials and new
production processes and devices, NANOHYBRID Contratto n. STRP 516972) che in quello dei
processi catalitici non-convenzionali (Transition Metal Chemistry and Catalysis in Aqueous Media,
AQUACHEM Marie Curie RTN n. MRTN-CT-2003-503864). Due contratti, sempre nel settore della
catalisi, sono giГ attivi nel 7В° Programma Quadro (NANO-HOST, FP7-PEOPLE-2007-1-1-ITN e
Marie-Curie AOR A/117437 - PIIF-GA-2009-236423).
Il contratto piГ№ importante, sia per prestigio che per ricadute economiche, ГЁ tuttavia quello
riguardante il Network di Eccellenza IDECAT "Integrated Design of Catalytic Nanomaterials for a
Sustainable Production" (FP6, PrioritГ 3 "Nanotechnology and nanoscience, knowledge based
multifunctional materials, new production processes and devices", NMP3-CT-2005-011730, durata
5 anni). I Network di Eccellenza sono finalizzati alla creazione di un durevole rapporto collaborativo
tra Istituzioni di Ricerca Europee in settori di interesse strategico e hanno come obiettivo anche la
formazione di giovani ricercatori e l'avanzamento tecnologico dell'Industria Europea. IDECAT opera
nell'area dei Catalizzatori Nanostrutturati ed, in particolare, nello sviluppo di materiali e metodologie
catalitiche innovative, incluso tecniche a basso impatto ambientale per la produzione di intermedi
della chimica fine, farmaceutici, polimeri di alto contenuto tecnologico e sistemi sostenibili per la
produzione di energia. L'ICCOM coordina l'attivitГ degli Istituti CNR ISTM, ISMN e ISMAC in
IDECAT ed esprime un Vice-coordinatore e due membri del Governing Board e del Managing
Committee. IDECAT ha dato vita all'Istituto Europeo di Catalisi - European Research Institute on
Catalysis (ERIC), che comprende il gotha della ricerca scientifica Europea in questo settore, nella
forma di una "Association International sans but lucratif" (AISBL) di diritto Belga, con sede legale a
Bruxelles e sede operativa a Firenze. IL Dr. Bianchini ГЁ stato nominato dal CNR membro del CDA di
ERIC.
Prosegue l'attivitГ dell'Istituto nell'ambito delle Azioni COST, dominio "Chemistry and Molecular
Sciences and Technologies" attraverso progetti in corso (D40 "Hydrogenation and reduction
reactions") e domande di due nuovi progetti dal titolo "The European Phosphorus Science Network"
e "Effective Design of High Pressure-Operating Homogeneous Catalysts by the in situ Study of the
Transient Species in the Catalytic Cycles".
E' stato attivato un progetto trilaterale Italia-Francia-Russia tra CNR, CNRS e RAS, nel quadro del
Programma Europeo GDRE, centrato sulla chimica sostenibile "Homogeneous Catalysis for
Sustainable Development" (2008-2010). Molti sono anche i Progetti Bilaterali CNR-Istituzioni
straniere (Ungheria, Messico, Russia, Taiwan, Portogallo).
La reputazione internazionale di ICCOM ГЁ inoltre testimoniata dall'esser stato selezionato per
l'organizzazione dei piГ№ importanti congressi internazionali nel campo delle Scienze Chimiche. Solo
negli ultimi anni, ICCOM ha organizzato i seguenti congressi: XX International Union of
Crystallography (IUCR) (Firenze 23-31 Agosto 2005) con oltre 3000, partecipanti; XII International
Symposium on the Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
(www.ishhc12.it) (Firenze 18-22 Luglio 2005) con oltre 300 partecipanti; XVI International
Symposium on Homogeneous Catalysis (www.ishc16.it) (Firenze 6-11 Luglio 2008) con oltre 800
partecipanti.
Per quanto riguarda l'integrazione con il Sistema Ricerca Nazionale, ICCOM collabora da sempre
con le Istituzione preposte attraverso la partecipazione diretta dei propri ricercatori a Commissioni e
Gruppi di Lavoro (ad esempio i Panel di Valutazione CIVR e i Gruppi di Lavoro Tematici di ITSUSCHEM). Il coinvolgimento dei ricercatori ICCOM nelle attivitГ della SocietГ Chimica Italiana
sono altrettanto forti, con posti di rilievo in numerosi Direttivi.
ICCOM partecipa regolarmente ai maggiori programmi di ricerca Nazionali trasversali come FIRB,
FISR e PRIN (vedi sotto). ICCOM ГЁ partner di un consorzio coordinato da CHEMTEX Italia per un
progetto all'interno del bando "Efficienza Energetica" (Industria 2015) centrato sulla produzione di
bioetanolo di seconda generazione.
Nel corso degli ultimi cinque anni, ICCOM ha sviluppato forti legami con molti Istituti CNR
appartenenti a vari Dipartimenti. Con quelli localizzati nell'Area di Ricerca di Firenze (IFAC, ISC,
ICVBC, ISE, IGV) le sinergie, di tipo complementare, hanno permesso l'acquisizione di contratti
relativi a progetti multidisciplinari, come ad esempio quelli con la regione Toscana (ICT-ONE-2007)
coordinato da IFAC (Dip. Di Fisica) e centrato su attivitГ di ricerca nei campi dell'Ottica, delle
Nanoscienze e dell'Energia, e quello coordinato da ICCOM con ISE per la produzione di bioidrogeno da microorganismi foto sintetici (EBH2-Elettro-bio-idrogeno). Sempre nel settore della
produzione di bio-idrogeno, in questo caso con batteri estremofili, ICCOM ha una collaborazione
con l'ICB-CNR di Napoli.
Con IGV e ICVBC di Firenze la collaborazione si basa sulla messa in comune di piattaforme
strumentali nel campo della microscopia elettronica e della caratterizzazione di materiali,
permettendo in tal modo un migliore uso delle risorse umane e finanziarie interne agli Istituti
coinvolti.
E' perГІ con gli Istituti ISTM, ISMAC e ISMN del Dipartimento di Progettazione Molecolare che il
livello della collaborazione ha raggiunto un livello decisamente superiore, particolarmente nel campo
della catalisi. Con questi Istituti, ICCOM partecipa al network Europeo IDECAT e ad altri programmi
Europei FP6 e FP7, nonchГ© a vari progetti Nazionali (FISR, FIRB). In particolare, merita
menzionare la presentazione di un progetto FIRB ITALIA-CINA (Accordo bilaterale MOST-MIUR)
nel quale, in collaborazione con vari partner Universitari, ICCOM, ISMN, IMC e ISTM hanno
presentato progetti che spaziano dai nuovi materiali nanostrutturati per applicazioni energetiche, ai
materiali innovativi per optoelettronica alla razionalizzazione e replicazione sintetica dei principi attivi
della medicina tradizionale cinese.
L'insieme dei quattro Istituti ICCOM, ISTM, ISMN e IFAC costituisce un vero e proprio Centro di
Competenze nel campo della catalisi di assoluto valore Internazionale.
Resta, infine, da mettere in risalto l'eccellente rapporto tra ICCOM ed il Dipartimento di
Progettazione Molecolare. L'attivitГ di guida e coordinamento di quest'ultimo ha certamente
contribuito a valorizzare l'Istituto attraverso un piГ№ efficace monitoraggio delle competenze interne
cui sono state affidate nuove opportunitГ , per esempio attraverso l'esecuzione di Progetti
Interdipartimentali e di progetti regolati da Convenzioni Operative come quella con Mossi & Ghisolfi
centrata sulla valorizzazione della glicerina grezza (Istituti coinvolti: ISTM e ICCOM).
Le relazioni con l'UniversitГ di Firenze, come del resto quelle con le UniversitГ di Pisa e di Siena,
sono ottime, come anche testimoniato dal numero dei Ricercatori Associati proveniente da queste
UniversitГ . In particolare, tra ICCOM e UniversitГ di Firenze esiste da tempo un accordo per il
finanziamento e lo svolgimento di programmi di Dottorato di Ricerca (3 attivi nel 2008). L'ICCOM ha
inoltre una convenzione con il Centro di Cristallografia Strutturale dell'UniversitГ di Firenze
attraverso il quale le piГ№ moderne attrezzature nel settore si sono rese disponibile a costi molto
accessibili.
L'Istituzione Accademica con la quale ICCOM ha stabilito piГ№ forti legami ГЁ perГІ il Consorzio
Interuniversitario Nazionale per la Scienza e La Tecnologia (INSTM). Con sede a Firenze, il
Consorzio INSTM ГЁ un punto di riferimento scientifico per ICCOM nel campo della scienza dei
materiali ed un partner in molti progetti Internazionali, non ultimo il Network di Eccellenza IDECAT.
Presso ICCOM si svolgono da anni brevi periodi di formazione di studenti delle scuole medie
superiori.
Dal 2004, l'ICCOM ha stipulato un contratto con l'Ente Cassa di Risparmio di Firenze per la
realizzazione di un laboratorio avanzato per la produzione, immagazzinamento ed utilizzazione
dell'idrogeno come vettore energetico (HYDROLAB). Il progetto ha come partners i Dipartimenti di
Chimica e di Biotecnologie agrarie dell'UniversitГ di Firenze, l'Istituto CNR ISC, ed il laboratorio
Europeo LENS. Il progetto finanzia sia l'assunzione di ricercatori con assegni di ricerca o contratti a
progetto che l'acquisizione di strumentazioni scientifiche.
Il crescente ruolo delle Regioni nella programmazione e finanziamento della ricerca ha stimolato
l'interazione e la collaborazione tra ICCOM e Regione Toscana. Nel settore della produzione di
idrogeno tramite elettrolisi ГЁ stato attivato nel 2007 un contratto con la Regione Toscana dal titolo
"Produzione Sostenibile di Idrogeno mediante Processi Elettrochimici e Fotobiologici" per un valore
complessivo di 500.000 ". Il progetto viene coordinato da ICCOM e svolto in collaborazione con i
Dipartimenti di Ingegneria e di Chimica dell'UniversitГ di Pisa, il Dipartimento di Biotecnologie agrarie
dell'UniversitГ di Firenze, l'Istituto CNR ISC, e la societГ ACTA SpA. Altri progetti in corso con la
Regione Toscana sono ICT-ONE-2007 e CESARE (complessivamente 150.000 "). Il primo si
propone di creare supporto e collegamento tra attivitГ di ricerca nei campi dell'Ottica, delle
Nanoscienze e dell'Energia, vede ICCOM come partner insieme ad un Istituto del Dipartimento di
Fisica (IFAC), il secondo si basa su un progetto di ricerca per l'ottimizzazione e la diffusione di
sistemi di produzione di energia elettrica mediante moduli fotovoltaici ad alta concentrazione
combinati con celle a combustibile rigenerative.
ICCOM collabora con molte piccole e medie imprese sul Territorio, particolarmente con aziende
high-Tech nel campo del tessile, dell'alimentazione, della produzione di catalizzatori e di prodotti
della chimica fine. Il Centro di Microscopie Elettroniche (CEME) si finanzia in larga parte con i
proventi di contratti conto terzi con una miriade di soggetti privati interessati alla caratterizzazione
superficiale di materiali.
Elementi di autovalutazione
L'attivitГ di ricerca nel 2008 si ГЁ svolta all'interno di 11 commesse a carattere strategico di cui 3
coordinate da ricercatori dell'Istituto (Istituto Esecutore). L'attivitГ di ricerca nel modulo
(PM.P03.005.005) si ГЁ svolta come previsto in collaborazione con l'UnitГ distaccata ICCOM presso
il Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Trieste. La ricerca libera ГЁ stata condotta all'interno di 3
commesse delle quali solo una ha ricevuto finanziamento ordinario 2008, mentre le altre hanno
operato sulla base di propri finanziamenti esterni. Con una sola eccezione (SV.P14.001.002), tutte
le Commesse hanno operato all'interno del coordinamento del DPM. Infine, l'Istituto ha avuto un
modulo gestionale (PM.P00.000.006) coordinato dal Direttore per la gestione delle spese cogenti e
di funzionamento generale. Sono stati pubblicati, con autori ricercatori ICCOM, 58 articoli scientifici
ISI, 8 capitoli di libri e 5 brevetti. Di particolare interesse ГЁ risultata anche nel 2008 l'attivitГ di
ICCOM nel Network Europeo di Eccellenza IDECAT (Integrated Design of Catalytic Nanomaterials
for a Sustainable Development). In particolare sono state concluse le procedure amministrative per
l'associazione del CNR all'Istituto Europeo di Catalisi (ERIC) con sede a Bruxelles. E' proseguita
con successo l'attivitГ del laboratorio HYDROLAB centrato sulla produzione ed immagazzinamento
di idrogeno e cofinanziato dall'Ente Cassa di Risparmio di Firenze. Sono inoltre stati intensificati i
rapporti con la Regione Toscana che ha finanziato due progetti, uno (EBH2) sulla produzione di
idrogeno da elettrolisi e per via biologica da batteri, ed uno sul fotolvoltaico concentrato abbinati a
celle a combustibile reversibili (CESARE). E' stato inoltre siglato un importante contratto di ricerca
con Nippon Kodoshi Corporation (Giappone) per lo sviluppo di membrane catalizzate. L'Istituto ha
infine ottenuto il coordinamento di un progetto FP7 Marie Curie Initial Training Network NANOHOST (contratto n. PITN-GA-2008-215193) nel settore delle tecnologie catalitiche mediante
eterogeneizzazione di catalizzatori singolo sito. L'Istituto ha inoltre ottenuto 2 finanziamenti su
progetti PRIN 2007 come responsabile di UdR.
La capacitГ di autofinanziamento ГЁ costantemente cresciuta dall'anno di costituzione dell'Istituto
con percentuali rispetto alla Dotazione Ordinaria aumentate dal 15% nel 2001 all'85% del 2008, pur
essendo diminuito nel frattempo il personale a tempo indeterminato di 13 unitГ tra ricercatori e
tecnici e di 2 unitГ di amministrativi.
Parallelamente all'attivitГ di ricerca, l'ICCOM svolge una intensa attivitГ di alta formazione sia
attraverso specifiche convenzioni con UniversitГ , per lo svolgimento di Dottorati di Ricerca presso
il CNR, sia attraverso contratti UE di varie tipologie all'interno dei programmi FP6 e FP7 (MarieCurie-RTN e -ITN, Network di Eccellenza). Al momento svolgono attivitГ di ricerca/formazione
presso ICCOM, pagati con fondi esterni, 14 Assegnisti di Ricerca, 4 Contrattisti a progetto, 3
Dottorandi.
L'analisi dei dati economico-finanziari del 2008, disgregati per tipologia di entrata esterna, conferma
il trend giГ osservato nel 2007 per quanto riguarda l'intensitГ delle collaborazioni tra ICCOM e
Industrie/Enti privati: l'ammontare delle entrate dovute a progetti/contratti con quest'ultimi (529 euro/
1000) ГЁ confrontabile con quello, piГ№ tradizionale per gli Istituti CNR, dovuto al MIUR o alla UE (573
euro/1000).
L'Istituto ha una solida reputazione internazionale e questo ha contribuito alla sua partecipazione a
numerosi progetti all'interno del 6В° Programma Quadro Europeo, sia nel settore dei materiali ibridi
che in quello dei processi catalitici non-convenzionali. Due contratti, sempre nel settore della
catalisi, sono giГ attivi nel 7В° Programma Quadro (NANO-HOST, FP7-PEOPLE-2007-1-1-ITN e
Marie-Curie AOR A/117437 - PIIF-GA-2009-236423).
Il contratto piГ№ importante, sia per prestigio che per ricadute economiche, ГЁ tuttavia quello
riguardante il Network di Eccellenza IDECAT. I Network di Eccellenza sono finalizzati alla creazione
di un durevole rapporto collaborativo tra Istituzioni di Ricerca Europee in settori di interesse
strategico e hanno come obiettivo anche la formazione di giovani ricercatori e l'avanzamento
tecnologico dell'Industria Europea. IDECAT opera nell'area dei Catalizzatori Nanostrutturati ed, in
particolare, nello sviluppo di materiali e metodologie catalitiche innovative, incluso tecniche a basso
impatto ambientale per la produzione di intermedi della chimica fine, farmaceutici, polimeri di alto
contenuto tecnologico e sistemi sostenibili per la produzione di energia. L'ICCOM coordina l'attivitГ degli Istituti CNR ISTM, ISMN e ISMAC in IDECAT ed esprime un Vice-coordinatore e due membri
del Governing Board e del Managing Committee. IDECAT ha dato vita all'Istituto Europeo di Catalisi
- European Research Institute on Catalysis (ERIC), che comprende il gotha della ricerca scientifica
Europea in questo settore, nella forma di una "Association International sans but lucratif" (AISBL) di
diritto Belga, con sede legale a Bruxelles e sede operativa a Firenze. IL Dr. Bianchini ГЁ stato
nominato dal CNR membro del CDA di ERIC.
Prosegue l'attivitГ dell'Istituto nell'ambito delle Azioni COST, dominio "Chemistry and Molecular
Sciences and Technologies" attraverso progetti in corso (D40 "Hydrogenation and reduction
reactions") e domande di due nuovi progetti dal titolo "The European Phosphorus Science Network"
e "Effective Design of High Pressure-Operating Homogeneous Catalysts by the in situ Study of the
Transient Species in the Catalytic Cycles".
E' stato attivato un progetto trilaterale Italia-Francia-Russia tra CNR, CNRS e RAS, nel quadro del
Programma Europeo GDRE, centrato sulla chimica sostenibile "Homogeneous Catalysis for
Sustainable Development" (2008-2010). Molti sono anche i Progetti Bilaterali CNR-Istituzioni
straniere (Ungheria, Messico, Russia, Taiwan, Portogallo).
La reputazione internazionale di ICCOM ГЁ inoltre testimoniata dall'esser stato selezionato per
l'organizzazione dei piГ№ importanti congressi internazionali nel campo delle Scienze Chimiche. Solo
negli ultimi anni, ICCOM ha organizzato i seguenti congressi: XX International Union of
Crystallography (IUCR) (Firenze 23-31 Agosto 2005) con oltre 3000, partecipanti; XII International
Symposium on the Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
(www.ishhc12.it) (Firenze 18-22 Luglio 2005) con oltre 300 partecipanti; XVI International
Symposium on Homogeneous Catalysis (www.ishc16.it) (Firenze 6-11 Luglio 2008) con oltre 800
partecipanti.
Per quanto riguarda l'integrazione con il Sistema Ricerca Nazionale, ICCOM collabora da sempre
con le Istituzione preposte attraverso la partecipazione diretta dei propri ricercatori a Commissioni e
Gruppi di Lavoro (ad esempio i Panel di Valutazione CIVR e i Gruppi di Lavoro Tematici di ITSUSCHEM). Il coinvolgimento dei ricercatori ICCOM nelle attivitГ della SocietГ Chimica Italiana
sono altrettanto forti, con posti di rilievo in numerosi Direttivi.
ICCOM partecipa regolarmente ai maggiori programmi di ricerca Nazionali trasversali come FIRB,
FISR e PRIN (vedi sotto). ICCOM ГЁ partner di un consorzio coordinato da CHEMTEX Italia per un
progetto all'interno del bando "Efficienza Energetica" (Industria 2015) centrato sulla produzione di
bioetanolo di seconda generazione.
Nel corso degli ultimi cinque anni, ICCOM ha sviluppato forti legami con molti Istituti CNR
appartenenti a vari Dipartimenti. Con quelli localizzati nell'Area di Ricerca di Firenze (IFAC, ISC,
ICVBC, ISE, IGV) le sinergie, di tipo complementare, hanno permesso l'acquisizione di contratti
relativi a progetti multidisciplinari, come ad esempio quelli con la regione Toscana (ICT-ONE-2007)
coordinato da IFAC (Dip. Di Fisica) e centrato su attivitГ di ricerca nei campi dell'Ottica, delle
Nanoscienze e dell'Energia, e quello coordinato da ICCOM con ISE per la produzione di bioidrogeno da microorganismi foto sintetici (EBH2-Elettro-bio-idrogeno). Sempre nel settore della
produzione di bio-idrogeno, in questo caso con batteri estremofili, ICCOM ha una collaborazione
con l'ICB-CNR di Napoli.
Con IGV e ICVBC di Firenze la collaborazione si basa sulla messa in comune di piattaforme
strumentali nel campo della microscopia elettronica e della caratterizzazione di materiali,
permettendo in tal modo un migliore uso delle risorse umane e finanziarie interne agli Istituti
coinvolti.
E' perГІ con gli Istituti ISTM, ISMAC e ISMN del Dipartimento di Progettazione Molecolare che il
livello della collaborazione ha raggiunto un livello decisamente superiore, particolarmente nel campo
della catalisi. Con questi Istituti, ICCOM partecipa al network Europeo IDECAT e ad altri programmi
Europei FP6 e FP7, nonchГ© a vari progetti Nazionali (FISR, FIRB). In particolare, merita
menzionare la presentazione di un progetto FIRB ITALIA-CINA (Accordo bilaterale MOST-MIUR)
nel quale, in collaborazione con vari partner Universitari, ICCOM, ISMN, IMC e ISTM hanno
presentato progetti che spaziano dai nuovi materiali nanostrutturati per applicazioni energetiche, ai
materiali innovativi per optoelettronica alla razionalizzazione e replicazione sintetica dei principi attivi
della medicina tradizionale cinese.
L'insieme dei quattro Istituti ICCOM, ISTM, ISMN e IFAC costituisce un vero e proprio Centro di
Competenze nel campo della catalisi di assoluto valore Internazionale.
Resta, infine, da mettere in risalto l'eccellente rapporto tra ICCOM ed il Dipartimento di
Progettazione Molecolare. L'attivitГ di guida e coordinamento di quest'ultimo ha certamente
contribuito a valorizzare l'Istituto attraverso un piГ№ efficace monitoraggio delle competenze interne
cui sono state affidate nuove opportunitГ , per esempio attraverso l'esecuzione di Progetti
Interdipartimentali e di progetti regolati da Convenzioni Operative come quella con Mossi & Ghisolfi
centrata sulla valorizzazione della glicerina grezza (Istituti coinvolti: ISTM e ICCOM).
Le relazioni con l'UniversitГ di Firenze, come del resto quelle con le UniversitГ di Pisa e di Siena,
sono ottime, come anche testimoniato dal numero dei Ricercatori Associati proveniente da queste
UniversitГ . In particolare, tra ICCOM e UniversitГ di Firenze esiste da tempo un accordo per il
finanziamento e lo svolgimento di programmi di Dottorato di Ricerca (3 attivi nel 2008). L'ICCOM ha
inoltre una convenzione con il Centro di Cristallografia Strutturale dell'UniversitГ di Firenze
attraverso il quale le piГ№ moderne attrezzature nel settore si sono rese disponibile a costi molto
accessibili.
L'Istituzione Accademica con la quale ICCOM ha stabilito piГ№ forti legami ГЁ perГІ il Consorzio
Interuniversitario Nazionale per la Scienza e La Tecnologia (INSTM). Con sede a Firenze, il
Consorzio INSTM ГЁ un punto di riferimento scientifico per ICCOM nel campo della scienza dei
materiali ed un partner in molti progetti Internazionali, non ultimo il Network di Eccellenza IDECAT.
Presso ICCOM si svolgono da anni brevi periodi di formazione di studenti delle scuole medie
superiori.
Dal 2004, l'ICCOM ha stipulato un contratto con l'Ente Cassa di Risparmio di Firenze per la
realizzazione di un laboratorio avanzato per la produzione, immagazzinamento ed utilizzazione
dell'idrogeno come vettore energetico (HYDROLAB). Il progetto ha come partners i Dipartimenti di
Chimica e di Biotecnologie agrarie dell'UniversitГ di Firenze, l'Istituto CNR ISC, ed il laboratorio
Europeo LENS. Il progetto finanzia sia l'assunzione di ricercatori con assegni di ricerca o contratti a
progetto che l'acquisizione di strumentazioni scientifiche.
Il crescente ruolo delle Regioni nella programmazione e finanziamento della ricerca ha stimolato
l'interazione e la collaborazione tra ICCOM e Regione Toscana. Tra i progetti in corso con la
Regione Toscana sono ICT-ONE-2007 e CESARE 2008 (complessivamente 150.000 "). Il primo si
propone di creare supporto e collegamento tra attivitГ di ricerca nei campi dell'Ottica, delle
Nanoscienze e dell'Energia, vede ICCOM come partner insieme ad un Istituto del Dipartimento di
Fisica (IFAC), il secondo si basa su un progetto di ricerca per l'ottimizzazione e la diffusione di
sistemi di produzione di energia elettrica mediante moduli fotovoltaici ad alta concentrazione
combinati con celle a combustibile rigenerative.
ICCOM collabora con molte piccole e medie imprese sul Territorio, particolarmente con aziende
high-Tech nel campo del tessile, dell'alimentazione, della produzione di catalizzatori e di prodotti
della chimica fine. Il Centro di Microscopie Elettroniche (CEME) si finanzia in larga parte con i
proventi di contratti conto terzi con una miriade di soggetti privati interessati alla caratterizzazione
superficiale di materiali.
Proposta di interventi organizzativi
L'attivitГ prevalente di ICCOM si svolge all'interno del progetto 3 (PM.P03 Progettazione di molecole
e sistemi nanostrutturati con proprietГ catalitiche). La sinergia con parte di ISTM di Milano e INSM
(ex-sezione di Palermo) in questo settore ГЁ molto forte. Non sarebbe pertanto illogico pensare ad
una forma strutturata di aggregazione tra i tre centri.
L'ICCOM soffre della mancanza di personale strutturato CNR, in particolare di giovani ricercatori a
cui trasmettere le conoscenze acquisite, prima che per pensionamento queste vengano perse. Non
sono state fatte assunzioni di personale a tempo indeterminato da piГ№ di 9 anni. L'etГ media dei
ricercatori ГЁ troppo elevata ed ГЁ pertanto prevedibile a breve un calo di produttivitГ e capacitГ di
autofinanziamento. Si ritiene di dover immettere almeno 10 ricercatori livello III nell'organico
dell'Istituto nel 2008. Inoltre l'Istituto necessita in modo urgente di personale amministrativo dato che
l'uscita dal servizio per pensionamento della unica unitГ di personale amministrativo a tempo
indeterminato rimasta ГЁ prevista per la primavera 2009. OccorrerГ assumere almeno una unitГ di
personale amministrativo. Nell'immediato si procederГ all'assunzione di una unitГ di personale con
esperienze nell'amministrazione mediante contratto a progetto su fondi esterni.
Il Progetto 3 a cui ICCOM partecipa intensamente manca di una strumentazione essenziale come
un microscopio elettronico ad alta risoluzione (HRTEM) la cui acquisizione farebbe fare un salto di
qualitГ alla ricerca nel settore dei materiali nanostrutturati. Al momento le misure vengono effettuate
a pagamento presso centri specializzati universitari e consortili. Presso l'Area di Ricerca CNR di
Firenze ГЁ attivo il CEME (Centro di Microscopia Elettronica) a cui ICCOM contribuisce con un
vecchio TEM a 120 Kev ed un AFM-STM nuovo, tuttavia non vi sono strumentazioni HRTEM.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
558
4.659
1.185
1.275
Totale
1.744
5.934
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
597
2.340
90
948
6.882
265
Istituto di chimica del riconoscimento molecolare
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dott SERGIO RIVA
Via Mario Bianco, 9 - 20131 Milano (MI)
Sezione di Roma
www.icrm.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
Il fattore unificante delle attivitГ dell'ICRM ГЁ la chimica del riconoscimento molecolare, che puГІ essere definita
come un'area multidisciplinare che studia i principi e le forze che regolano la biospecificitГ ed il
bioriconoscimento a livello molecolare, coinvolgendo competenze di chimica organica, bioorganica e
computazionale, biochimica e biotecnologia.
In questo ambito, l'ICRM affronta sia problematiche riguardanti la ricerca di base nel settore delle biomolecole
quali, ad esempio, aspetti concernenti la regolazione biologica, le interazioni recettore-ligando o enzima
substrato, le associazioni tipo host-guest ed il folding e la dinamica di peptidi e proteine (ricerche di curiositГ ),
che aspetti piГ№ applicativi che coinvolgono l'impiego di metodologie chimiche e biotecnologiche per la
produzione, caratterizzazione e analisi di composti di interesse chimico-farmaceutico, alimentare, ambientale e
biomedico (ricerche mirate). Questi sono tutti settori che sono strategici per il miglioramento della qualitГ della
vita e dell'ambientee e che sono in piena sintonia con gli obiettivi del Progamma Nazionale della Ricerca.
In sintesi la missione dell'ICRM si può così riassumere: attività di ricerca, sviluppo tecnologico, trasferimento e
formazione nel campo della chimica del riconoscimento molecolare.
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
•
Simulazioni Molecolari di Sistemi Biologici
Targeting e inibizione dell'angiogenesi
Biocatalizzatori
Sviluppo di Microsistemi Analitici
Moduli
•
•
•
•
•
•
•
simulazioni molecolari di sistemi biologici
Targeting e inibizione dell'angiogenesi per la terapia anti-cancro
Applicazioni sintetiche della biocatalisi
Sintesi di materiali funzionali e sviluppo di sistemi analitici miniaturizzati
Modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici
Proteomica salivare
FunzionalitГ dell'eritrocita - Eritropoiesi negli organismi polari
RSTL
•
Riconoscimento molecolare di composti bioattivi mediante ciclodestrine e loro caratterizzazione
isotopica
AttivitГ Commesse
Simulazioni Molecolari di Sistemi Biologici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Bioinformatica
ICT
COLOMBO GIORGIO
Risultati conseguiti
Simulazioni di sistemi biologici complessi:
- Dinamica molecolare e analisi energetica di proteine come nuovi vaccini. identificazione di epitopi
e loro caratterizzazione.
- Analisi della dinamica e design dell'inibizione di molecular chaperones (Hsp90).
- Modelli per la comprensione teorica della regolazione allosterica.
- Dinamica e inibizione di processi di amiloidogenesi.
- Design di nuovi inibitori dell'angiogenesi.
- Simulazione di processi di misfolding di prion proteins.
- Design di nuovi inibitori di HIV proteasi.
- Studio di proteine coinvolte in proecssi di angiogenesi, e loro inibizione.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
7
0
0
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
0
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
2
0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Montreal - Amiloidogenesi.
SISSA Trieste - Dinamica di Proteine
CSIC Madrid - Misfolding di prion proteins
Univ. California San Diego - Design di nuovi antitumorali basati sulla dinamica molecolare di
chaperone proteins
Istituto Negri Bergamo - Processi angiogenetici, comprensione molecolare e inibizione.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
1
2
0
0
0
Totale
3
Principali risorse strumentali utilizzate
Cluster di PC in house, e sistemi di supercalcolo CILEA, CINECA, MARE NOSTRUM
Targeting e inibizione dell'angiogenesi
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
ZANDA MATTEO
Risultati conseguiti
L'applicazione di metodologie sintetiche "target oriented" ha portato a risultati utili su piГ№ linee di
ricerca: (a) sono stati progettati e sintetizzati diversi composti da usare nello screening
combinatorio di mimici sintetici, drug-like, di anticorpi selettivi per l'ED-B; (b) ГЁ in fase di
completamento la sintesi totale della Tubulisina D, nei due amminoacidi non proteogenici tubuvalina
e tubufenilalanina; (c) si ГЁ conclusa presso l'ICRM con successo la sintesi delle tubulisine U e V
(Zanda et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3526 - 3529) tramite sintesi stereocontrollata
potenzialmente applicabile anche ad altre tubulisine e loro analoghi; (d) sono stati individuati diversi
inibitori nanomolari fluorurati di MMP9 ed MMP3. Due di essi, un idrossammato contenente un
gruppo trifluorometile in posizione alfa ed un carbossilato con un gruppo difluorometile in beta, sono
anche stati cristallizzati come complesso col dominio catalitico MMP9 e la loro struttura risolta ai
raggi X ha permesso l'ottenimento di informazioni strutturali sul ruolo dei gruppi fluoroalchilici. Tale
lavoro ГЁ stato svolto in collaborazione con il Prof. Robert Huber, premio Nobel per la chimica nel
1988 (Zanda et al. J. Mol. Biol. 2007, 371, 989 - 1006); (e) c/o ICB ГЁ stata progettata e realizzata la
sintesi di una piccola libreria di otto ciclopeptidi ibridi contenenti nuclei amminoprolinici (Amp). Dai
saggi di binding, ГЁ risultato che tutti i composti sintetizzati mostrano un'elevata capacitГ di legame
nei confronti di entrambi i recettori alfaVbeta3 e alfaVbeta5, con IC50 nanomolari per due composti
e addirittura picomolari per altri due derivati, evidenziata anche l'esistenza di due stati di affinitГ sul
recettore alfaVbeta3, uno ad alta affinitГ ed uno a bassa affinitГ .
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
2
15
0
1
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
1
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
3
0
Principali collaborazioni
Le principali collaborazioni di ICRM hanno coinvolto:
- ETH Zurich, Dep. Applied Bioscences (Prof. Dario Neri);
- Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri di Bergamo (Dr. Raffaella Giavazzi) per i tests su
tubulisine e MMPs;
- Istituto Max Planck di Martinsried, Germany (Prof. Wolfram Bode);
- INSERM Creteil, France (Dr. Francoise Pecker);
- SocietГ start-up KemoTech s.r.l. (Pula, Cagliari), per la sintesi delle tubulisine;
- SocietГ R&D Biopharmaceuticals (Germany) per i tests biologici delle tubulisine;
- Politecnico di Milano, sia per la sintesi di tubulisine e di MMPs che per i test di inibizione sulle
MMPs (Dr. Gabriele Candiani).
ICB collabora con
-Dip. Farmaceutico, FacoltГ di Farmacia-Univ. di Parma.
-Dip. di Chimica Organica ed Industriale, FacoltГ di Scienze MMFFNN -Univ. di Milano.
-Dipartimento di Chimica Organica-Univ. Firenze
-Dip. di Fisiopatologia Clinica, UnitГ di Medicina Nucleare-Univ. di Firenze
-Dip. di Chimica, FacoltГ di Scienze MMFFNN -Univ. di Sassari.
-Dip. Farmaco, Chimico, Tossicologico, FacoltГ di Farmacia-Univ. di Sassari.
-Dep. of Chemistry, University of Montreal, Canada.
-Centro Interdisciplinare Studi Bio-molecolari e Applicazioni Industriali CISI-Milano
-Sigma-Tau, Pomezia, Roma.
-Indena s.p.a. Milano
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
7
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
7
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
0
0
0
0
0
Totale
0
Principali risorse strumentali utilizzate
Per la parte di sintesi chimica le principali risorse strumentali sono costituite da:
- spettroscopia NMR (250, 400, 500 MHz)
- spettroscopia di massa
- spettrometro di massa / HPLC
- FT - IR con microscopio
- UV
- diffrattometro a raggi X
- polarimetro
- sequenziatore proteine
Per i test biologici sono utilizzati:
-termociclatore per PCR
-elettroforesi
-apparecchiatura per imaging
Biocatalizzatori
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
RIVA SERGIO
Risultati conseguiti
In accordo con la proposta approvata, nel 2008 l'attivitГ dei due Moduli in cui si articola la
commessa "Biocatalizzatori" si ГЁ occupata di:
a) caratterizzazione e utilizzo di enzimi idrolitici
b) studio di applicazioni sintetiche della biocatalisi
c) problematiche legate allo scaling-up dei procesi biocatalizzati
I risultati specifici ottenuti sono dettagliati nelle schede dei rispettivi Moduli.
Dal punto di vista della visibilitГ nazionale e internazionale, i risultati di queste ricerche sono stati
oggetto di due domande di brevetto depositate nel 2008, oltre che di piГ№ di 20 articoli su riviste
internazionali, di 3 capitoli di libro e di 1 libro. Inoltre i risultati ottenuti sono stati oggetto di relazioni a
convegni nazionali e internazionali, molte su invito, e di seminari in UniversitГ e centri di ricerca
Italiani e stranieri.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
2
25
0
0
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
4
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
9
0
Principali collaborazioni
I ricercatori della Commessa si relazionano significativamente con scienziati italiani e stranieri attivi
nel settore della biocatalisi.
Molte di queste collaborazioni sono codificate nell'ambito di accordi ufficiali tra Enti Italiani (CNR,
Ministero degli Esteri, ...) e le corrispondenti istituzioni straniere.
Per i dettagli si rimanda alle schede dei singoli Moduli.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
10
13
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
11
14
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
3
5
0
1
10
Totale
19
Principali risorse strumentali utilizzate
Sono state utilizzate le risorse (strumentali e umane) a disposizone dei ricercatori coinvolti
nell'attivitГ della commessa
Sviluppo di Microsistemi Analitici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
CHIARI MARCELLA
Risultati conseguiti
Il modulo (PM.P06.003)"Sviluppo di Microsistemi Analitici", nell'ambito dell'attivitГ legata allo sviluppo
metodologico della tecnologia microarray, ha messo a punto un test per la rivelazione simultanea
delle 7 mutazioni principali sul gene della beta-globina. Il test, in formato multiplo, utilizza la "Ligase
Detection Reaction" (LDR) e la tecnologia microarray per rivelare, mediante una singola analisi, la
presenza delle sette mutazioni. Il test ГЁ stato validato su 40 pazienti beta-talassemici con mutazioni
note. La ricerca ГЁ stata svolta in collaborazione con l'UnitГ per la Diagnosi di Patologie Umane
dell'ospedale San Raffaele di Milano ed il Dipartimento di Cancer Biology dell'UniversitГ Thomas
Jefferson di Filadelfia.
Sempre in collaborazione con il San Raffaele di Milano si ГЁ messo a punto un test per la rivelazione
di alleli minoritari di origine fetale in plasma materno. L'analisi consente di determinare, utilizzando
come campione il siero materno, la presenza di mutazioni sul gene della beta-globina ereditate dal
feto e di provenienza paterna. Per realizzare questo tipo di analisi, ГЁ stata utilizzata la tecnologia
microarray sfruttando le proprietГ ottiche di un nuovo tipo di substrato e l'alta efficienza dei sistemi
sviluppati dal nostro laboratorio per l'immobilizzazione di sonde biologiche sulle superfici.
L'attivitГ di sviluppo di sistemi microfluidici ha portato alla realizzazione di micro celle per ibridazione
di substrati per microarray a proteine. Nell'ambito del progetto NANOSPAD, finanziato dall'Unione
Europea si ГЁ realizzato un sistema microfluidico per la rivelazione di IgE in sieri di pazienti allergici.
E' stata progettata e realizzata una cella microfluidica in polimetilmetacrilato; grazie all'utilizzo di una
micro pompa controllata da un software specifico ГЁ possibile introdurre nella cella quantitГ minime di
sieri e di svolgere il test in condizioni di flusso riducendo i tempi dell'analisi. Conducendo
l'ibridazione in condizioni di flusso ГЁ possibile ridurre il legame di immunoglobuline G con gli allergeni
immobilizzati sulla superficie ed utilizzati come sonde, favorendo la rivelazione delle IgE specifiche
che sono presenti in quantitГ minore ma che presentano affinitГ maggiore per gli allergeni sonda. La
cella ГЁ stata interfacciata con un nuovo detector basato su Single Photon Avalanche Diodes,
sviluppato dal Politecnico di Milano realizzando un sistema innovativo per la rivelazione di allergie.
L'attivitГ nel campo della microfluidica con applicazione in elettroforesi ha portato ad una
collaborazione con il Politecnico di Milano per la realizzazione di chip per elettroforesi nei quali sono
state integrate guide d'onda ottiche. Sempre nel campo della microchip elettroforesi si ГЁ validato lo
strumento prototipo, costruito in collaborazione con il Politecnico di Milano, nella diagnosi di betatalassemia sviluppando un test basato sulla tecnica Amplification Refractory Mutation System
(ARMS).
Nel contesto di una collaborazione con l'UniversitГ di Brescia sono stati utilizzati microcantilever per
la rivelazione dell'interazione DNA/DNA e proteina/proteina. I sensori Microcantilever (MC) sono
oscillatori micromeccanici liberi ad un'estremitГ che permettono la traduzione nanomeccanica di un
segnale chimico e quindi la rilevazione diretta di molecole e/o l'analisi delle interazioni molecolari. I
MC permettono lo studio delle interazioni delle molecole con superfici e quindi possono essere di
fondamentale importanza, ad esempio per lo studio dell'interazione di ligandi con recettori, come
enzimi, anticorpi, DNA e proteine legate a membrane ed anche nella valutazione in vitro di nuovi
farmaci. Il nostro gruppo ha messo a punto un nuovo sistema per la funzionalizzazione di
cantilever, robusto e versatile basato sull'adsorbimento di polimeri funzionali.
Il modulo (PM.P06.003.002)"Sintesi di Sonde Molecolari" ha realizzato la sintesi e la
caratterizzazione di monomeri ed oligomeri di PNA legati a differenti complessi organometallici di
Ferro e di Renio (anche idrosolubili) da valutare come nuove sonde per il riconoscimento di DNA e
RNA. Inoltre ГЁ stata prodotta una serie di nuovi polimeri idrosolubili a base idrazidoamminica utili per
il supporto di PNA e complessi organometallici. Questi nuovi polimeri hanno inoltre piu' vaste
potenzialita', ad esempio in ambito biomedico, per applicazioni in ingegneria tissutale.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
1
10
0
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Libri
Rapport
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Risultati
progettua
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0
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Principali collaborazioni
Sono state instaurate collaborazioni con i seguenti gruppi:
1) UnitГ per la Diagnosi di Patologie Umane, Ospedale San Raffaele Milano
2) Politecnico di Milano,
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
10
0
- Dipartimento di Elettronica e Informazione,
- Istituto di Fotonica e Nanotecnologie-CNR, Dipartimento di Fisica
- Dipartimento di Materiali e Ingegneria Chimica Giulio Natta
3) Dipartimento Di Ingegneria Meccanica, UniversitГ di Brescia
4) Photonic Center, Boston University, Boston
5) Division Allergology, Paul-Ehrlich-Institut, Langen, Germany
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
7
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
8
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
0
0
0
0
0
Totale
0
Principali risorse strumentali utilizzate
Nello svolgimento della ricerca ГЁ stata utilizzata la seguente strumentazione: spettroscopia FTIR,
spettrofotometri e fluorimetri, sistema HPLC per cromatografia ad esclusione molecolare, fase
inversa e scambio ionico. Attrezzature per la purificazione di monomeri e polimeri, centrifughe,
stufe da vuoto, liofilizzatori, pompe ad alto vuoto. Reattori per sintesi di polimeri iniziate da plasma,
attrezzatura per biologia molecolare, comprendente termociclatori per reazioni di PCR, piattaforma
per microarray comprendente Sistema di Spotting, Stazione di ibridazione e Scanner per LIF ,
sistema multicapillare per separazione elettroforetica di prodotti di sequenza del DNA, NMR, HPLC,
MASSA ESI e MALDI-Tof. Mediante collaborazioni con l'UniversitГ sono accessibili tecniche di
caratterizzazione di film su superfici quali XRR, XPS e AFM.
AttivitГ Moduli
simulazioni molecolari di sistemi biologici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Simulazioni Molecolari di Sistemi Biologici
Bioinformatica
ICT
COLOMBO GIORGIO
Risultati conseguiti
Pubblicazioni, inviti a congressi, nuovi metodi computazionali e software.
Sviluppo di nuovi inibitori di chaperone molecolari, proteine coinvolte in angiogenesi, amiloidosi.
Nuove molecole come possibili antitumorali.
Nuovo software.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
7
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0
Libri
Rapport
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Risultati
progettua
li
0
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
2
0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Montreal - Amiloidogenesi.
SISSA Trieste - Dinamica di Proteine
CSIC Madrid - Misfolding di prion proteins
Univ. California San Diego - Design di nuovi antitumorali basati sulla dinamica molecolare di
chaperone proteins
Istituto Negri Bergamo - Processi angiogenetici, comprensione molecolare e inibizione.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
1
2
0
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0
Totale
3
Targeting e inibizione dell'angiogenesi per la terapia anti-cancro
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Targeting e inibizione dell'angiogenesi
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
ZANDA MATTEO
Risultati conseguiti
(a) E' stata completata la sintesi totale delle tubulisine U e V. Le due molecole sono state ottenute
per mezzo di una sintesi stereocontrollata, scalabile, e modulare che ha permesso la sintesi di
centinaia di mgs di tubulisine U e V. Questa sintesi e' potenzialmente applicabile anche ad altre
tubulisine e loro analoghi.
(b)Sono stati individuati diversi inibitori nanomolari fluorurati di MMP9 ed MMP3. Due di essi,
unidrossammato contenente un gruppo trifluorometile in posizione alfa, ed un carbossilato con un
gruppo difluorometile in beta, sono anche stati cristallizzati come complesso col dominio catalitico di
MMP9 e la loro struttura risolta via raggi-X, ottenendo importanti informazioni strutturali sul ruolo dei
gruppi fluoroalchilici. Il lavoro ГЁ stato svolto in collaborazione con Robert Huber, premio Nobel per la
chimica nel 1988.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
9
0
0
Libri
Rapport
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Risultati
progettua
li
1
0
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
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AttivitГ editoria
li
3
0
Principali collaborazioni
Le principali collaborazioni hanno coinvolto:
(a) La societa' start-up KemoTech s.r.l. (Pula, CA) per la sintesi delle tubulisine.
(b) La societa' tedesca R&D Biopharmaceuticals per i test biologici riguardanti le tubulisine.
(c) L'Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri per i test su tubulisine e MMPs.
(d) L'ETH di Zurigo (vedi IRFMN sopra)
(e) Il Politecnico di Milano sia per la sintesi di tubulisine e di MMPs che per i test di inibizione sulle
MMPs.
(f) L'Istituto Max Planck di Martinsried (Germania)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
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0
Totale
0
Applicazioni sintetiche della biocatalisi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Biocatalizzatori
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
RIVA SERGIO
Risultati conseguiti
Relativamente alle applicazioni sintetiche della biocatalisi, varie idrossisteroide deidrogenasi sono
state usate per la modifica regioselettiva di steroidi poliossidrilati; laccasi per la ossidazione di
derivati fenolici naturali; D-amino acido ossidasi per l'ossidazione di amino acidi aromatici non
naturali; lipasi, monoossigenasi e baker's yeast per la preparazione enantioselettiva di sintoni
chirali, di molecole odoranti e di poliesteri funzionalizzati; aldolasi per la sintesi stereoseletiva di
beta-idrossi alfa-amino acidi.
Si ГЁ conclusa la purificazione di una nuova esterasi da Kluyveromices marxianus e di una alcol
deidrogenasi da Thermus thermophilus. E' iniziata una ricerca finalizzata all'isolamento e la
caratterizzazione di nuove enoatoriduttasi. E' proseguita l'analisi di fenomeni di riconoscimento
molecolare mediante light-scattering con i mutanti di una fosfolipasi D precedentemente generati.
Relativamente alla ottimizzazione di formulazioni di lipasi da utilizzare in solventi organici, si ГЁ
studiato l'effetto di metossi-polietilenglicol sulla idratazione, conformazione, dinamica e attivitГ di
questi enzimi in forma di film sottile, nonchГ© la loro immobilizzazione su argille sintetiche di tipo
beidellite. Si sono ottenute informazioni sulle modalitГ ottimali di preparazione di CLEAs di idrolasi e
monossigenasi.
Riguardo allo scaling-up delle reazioni, sono stati studiati nuovi sistemi per il riciclo "in situ" dei
cofattori NAD(P)(H) in reazioni redox catalizzate da deidrogenasi e monoossigenasi. Sono stati
acquisiti nuovi dati sull'influenza del mezzo di reazione sulla selettivitГ e attivitГ di lipasi in processi
di risoluzione cinetica di interesse industriale.
Si ГЁ studiata la sintesi su scala preparativa di alcaloidi bisindolici catalizzata da laccasi.
I risultati di queste ricerche sono stati oggetto di due domande di brevetto depositate nel 2008, oltre
che di 19 articoli, di cui 3 reviews, e 3 capitoli di libro.
Infine nel 2008 ГЁ stato pubblicato da Wiley il libro "Organic synthesis with enzymes in non-aqueous
media" i cui due Editori sono ricercatori afferenti alla presente commessa.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
2
19
0
0
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
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4
0
0
Risultati di
valorizzazi
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applicativa
0
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AttivitГ editoria
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9
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Principali collaborazioni
Per quanto riguarda le collaborazioni internazionali, il 2008 ha visto la conclusione del programma
bilaterale sponsorizzato dal Ministero degli Esteri (con il Prof. Dumitriu, Technical University of Iasi,
Romania), mentre sono proseguiti i due programmi bilaterali sponsorizzati dal MAE con scienziati
del Quebec (Canada), di cui uno classificato "di grande rilevanza", e dal CNR con Ricercatori
Cechi (Dr. Kren, Accademia delle Scienze, Praga). E' iniziato il programma bilaterale "di grande
rilevanza" con scienziati del Sud Africa.
Sono inoltre proseguite collaborazioni spontanee con Ricercatori Olandesi (Prof. Fraaije, UniversitГ di Groningen, Groningen) e Portoghesi (Prof. Sa e Melo, UniversitГ di Coimbra).
E' iniziata una collaborazione con il Prof. Nango del Material Science and Engineering del Nagoya
Institute of Technology (Giappone) per studi finalizzati all'isolamento e all'utilizzo di componenti di
sistemi fotosintetici di spinacio.
Nel 2008 ГЁ anche ufficialmente iniziata l'Azione COST-CM0701 ""Cascade chemoenzymatic
processes – new synergies between chemistry and biochemistry", finanziata dalla Comunità Europea. Il Chairman del Management Committee di questa Azione è il responsabile di questa
commessa. Altri ricercatori della commessa sono direttamente implicati nei Working Groups
dell'Azione.
Sono proseguite le collaborazioni con ricercatori delle UniversitГ di Milano, Milano Bicocca,
Piemonte Orientale (sede di Novara) e Modena, con il Politecnico di Milano e con gli Istituti di
Biochimica delle Proteine (IBP) di Napoli e di Scienze e Tecnologie Molecolari (ISTM) di Milano.
Una parte delle ricerche svolte sono state commissionate dalle Ditte Indena S.p.A., Prodotti Chimici
Alimentari S.p.A., DiPharma S.p.A., e sono state svolte in collaborazione con loro ricercatori.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
7
9
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
7
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
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3
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10
Totale
18
Sintesi di materiali funzionali e sviluppo di sistemi analitici miniaturizzati
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo di Microsistemi Analitici
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
CHIARI MARCELLA
Risultati conseguiti
Relativamente all'attivitГ legata allo sviluppo metodologico della tecnologia microarray ГЁ stato messo
a punto un test per la rivelazione simultanea delle 7 mutazioni principali sul gene della beta-globina.
Il test, in formato multiplo, utilizza la "Ligase Detection Reaction" (LDR) e la tecnologia microarray
per rivelare in un singolo test contemporaneamente la presenza delle sette mutazioni. Il test ГЁ stato
validato su 40 pazienti beta-talassemici con mutazioni note. La ricerca ГЁ stata svolta in
collaborazione con l'UnitГ per la diagnosi di patologie Umane del San Raffaele di Milano ed il
Dipartimento di Cancer Biology dell'UniversitГ Thomas Jefferson di Filadelfia.
Sempre in collaborazione con il San Raffaele di Milano si ГЁ messo a punto un test per la rivelazione
di alleli minoritari di origine fetale in plasma materno. L'analisi consente di determinare, utilizzando
come campione per l'analisi il DNA libero circolante nel siero materno, la presenza di mutazioni sul
gene della beta-globina ereditate dal feto e di provenienza paterna. Per realizzare questo tipo di
analisi, ГЁ stata utilizzata la tecnologia microarray e sono state sfruttate le proprietГ ottiche di un
nuovo tipo di substrato e l'alta efficienza dei sistemi sviluppati dal nostro laboratorio per
l'immobilizzazione di sonde biologiche sulle superfici.
L'attivitГ di sviluppo di sistemi microfluidici ha portato alla realizzazione di micro celle per
l'ibridazione di substarti per microarray a proteine. Nell'ambito del progetto NANOSPAD, finanziato
dall'Unione Europea, si ГЁ realizzato un sistema microfluidico per la rivelazione di IgE in sieri di
pazienti allergici. E' stata progettata e realizzata una cella microfluidica in polimetilmetacrilato; grazie
all'utilizzo di una micro pompa controllata da un software specifico ГЁ possibile introdurre nella cella
quantitГ minime di sieri e di svolgere il test in condizioni di flusso riducendo i tempi dell'analisi.
Conducendo l'ibridazione in condizioni di flusso ГЁ stato dimostrato che ГЁ possibile ridurre il legame
di immunoglobuline G con gli allergeni immobilizzati sulla superficie ed utilizzati come sonde,
favorendo la rivelazione delle IgE specifiche che sono presenti in quantitГ minore ma che
presentano affinitГ maggiore per gli allergeni sonda. La cella ГЁ stata interfacciata con un nuovo
detector basato su Single Photon Avalanche Diodes, sviluppato dal Politecnico di Milano
realizzando un sistema innovativo per la rivelazione di allergie.
L'attivitГ nel campo della microfluidica con applicazione in elettroforesi ha portato ad un
collaborazione con il Politecnico di Milano per la realizzazione di chip per elettroforesi nei quali sono
state integrate guide d'onda ottiche. Sempre nel campo della microchip elettroforesi si ГЁ validato lo
strumento prototipo costruito in collaborazione con il Politecnico di Milano nella diagnosi di betatalassemia sviluppando un test basato sulla tecnica Amplification Refractory Mutation System
(ARMS).
Nel contesto di una collaborazione con l'UniversitГ di Brescia sono stati utilizzati microcantilever per
la rivelazione dell'interazione DNA/DNA e proteina/proteina. I sensori Microcantilever (MC) sono
oscillatori micromeccanici liberi ad un'estremitГ che permettono la traduzione nanomeccanica di un
segnale chimico e quindi la rilevazione diretta di molecole e/o l'analisi delle interazioni molecolari. I
MC permettono lo studio delle interazioni delle molecole con superfici e quindi possono essere di
fondamentale importanza, ad esempio per lo studio dell'interazione di ligandi con recettori, come
enzimi, anticorpi, DNA e proteine legate a membrane ed anche nella valutazione in vitro di nuovi
farmaci. Il nostro gruppo ha messo a punto un nuovo sistema per la funzionalizzazione di
cantilever, robusto e versatile basato sull'adsorbimento di polimeri funzionali.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Articoli
in atti di
Convegno
2008
1
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Libri
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Risultati di
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Sono state instaurate collaborazioni con i seguenti gruppi:
1) UnitГ per la Diagnosi di Patologie Umane, Ospedale San Raffaele Milano
2) Politecnico di Milano,
- Dip. Elettronica e Informazione, Milano
- Istituto di Fotonica e Nanotecnologie-CNR, Dipartimento di Fisica
- Dip. di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica Giulio Natta
3) Dipartimento di Ingegneria Meccanica, UniversitГ di Brescia
4) Photonic Center, Boston University, Boston
5) Division Allergology, Paul-Ehrlich-Institut, Langen, Germany
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
6
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
7
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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0
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Totale
0
Modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Strutturistica NMR e modellistica molecolare di proteine legate a processi
patologici
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
DE ROSA MARIA CRISTINA
Risultati conseguiti
-Sono stati costruiti i modelli tridimensionali di alcune varianti emoglobiniche, della cistatina umana
SA e del dominio C-terminale di p53 wild-type e mutato(G389E); ГЁ stato inoltre generata
computazionalmente la struttura del complesso formato da doxorubicina e daunorubicina con le
reduttasi citosoliche CBR1 e AKR1A1 al fine di progettare antracicline meno cardiotossiche.
-Mediante tecniche di espressione ricombinante sono stati ottenuti quantitativi sufficienti di proteine
wild-type e mutate che corrispondono ai diversi domini del distroglicano. In particolare, sono stati
studiati (mediante tecniche di legame in fase solida) gli aminoacidi responsabili della formazione del
complesso noncovalente tra subunitГ alfa e beta e anche la stabilitГ del dominio extracellulare
(ectodomain) all'azione delle metalloproteasi.
- Lo studio dei meccanismi molecolari con cui il beta amiloide determina neuro degenerazione
neuronale ha evidenziato il coinvolgimento dei recettori di membrana voltaggio dipendenti per gli ioni
calcio. In particolare ГЁ stato evidenziato come il beta amiloide aumentando l'espressione dei canali
per il calcio Nifedipina-dipendenti determini una alterazione delle correnti di calcio intracellulari.
- Mediante simulazioni di dinamica molecolare applicate allo studio dell'interazione peptidi-proteine
sono stati prodotti dei templati strutturali per lo sviluppo di modelli farmacofori per l'identificazione di
nuovi ligandi non peptidici.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
17
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Libri
Rapport
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Risultati
progettua
li
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Principali collaborazioni
Alfredo Colosimo, Dip.to di Fisiologia Umana e Farmacologia, UniversitГ di Roma, "La Sapienza"
Г�ivind Andersen, Nofima and CIGENE - Centre of Integrative Genetics, 1430 Aas, Norway
Franceso Ria, Istituto di Patologia Generale, UniversitГ Cattolica di Roma
Claudio Grassi. Ist. Di Fisiologia umana, UniversitГ Cattolica di Roma
Francesco Misiti, Dip.to Sc. Motorie e della Salute. UniversitГ di Cassino
Michele Mazzanti, Dip.to Sc. Biomol. e Biotecnol. UniversitГ degli Studi di Milano
Maria Eugenia SchininГ , Dip.to di Biochimica, UniversitГ di Roma "La Sapienza"
Madeleine Durbeej-Hjalt, Dep.to Exp. Med. Science, Lund University, Italy
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Proteomica salivare
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Proteomica e Metabolomica - Sviluppo ed applicazioni di metodologie
innovative
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
LUPI ALESSANDRO
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Proteomica e Metabolomica - Sviluppo ed applicazioni di metodologie
innovative
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
LUPI ALESSANDRO
Risultati conseguiti
I risultati sono stati pubblicati su riviste internazionali e presentate a congressi internazionali. Da
questi studi sono state evidenziate diverse modifiche post-traslazionali a carico dei peptidi salivari,
ad esempio la fosforilazione e la solfatazione di alcuni peptidi tra cui l' istatina 1, quest'ultima
specifica per la ghiandola sottomandibolare. Interessanti risultati sono anche derivati dall'analisi
dalle salive di individui con diverse patologie. L'analisi proteomica del complesso di peptidi salivari di
un individuo affetto da sindrome di Sjögren vicino la diagnosi e dopo 6 mesi di terapia farmacologica
ha rivelato differenze quantitative e soprattutto qualitative del pattern peptidico. Questa
osservazione rivela che modifiche clinico-funzionali, delle ghiandole salivari guidati da farmaci
antinfiammatori non-steroidei, potrebbero essere espresse in differenti modelli proteomici dei fluidi
salivari. Studi condotti su ghiandole salivari isolate e sottoposte a stimoli farmacologici ha permesso
di stabilire che le concentrazioni medie delle (PRP)-1 and -3, del peptide PC e PB, della staterina, e
delle cistatine SN, S1 ed S2 ritrovate nei controlli delle ghiandole non trattate, non vengono
proporzionalmente aumentate dopo trattamento con carbacolo. Lo studi del contenuto peptidico di
granuli di secrezione salivari di maiale ha permesso di identificare dieci nuovi peptidi ricchi di
prolina, derivanti da tre pro-proteine basiche corrispondenti ai geni Q95JC9-1, Q95JC9-2 e
Q95JC9-3, codificanti per tre proteine basiche ricche in prolina. Insieme con le regioni codificanti
per SP-A e SP-B giГ individuati precedentemente, ГЁ stato possibile assegnare il 68-75% del regioni
codificanti per le pro-proteine. Le sequenze peptidiche indicano una serie di siti di taglio proteolitico
insoliti, suggerendo la presenza di pro-proteina -convertasi sconosciute.
Uno dei peptidi isolati e caratterizzati, SP-B, ГЁ stato ulteriormente indagato sia strutturalmente che
da un punto di vista biologico come potenziale agente antimicrobico. Lo studio strutturale ha rivelato
che questo peptide possiede in soluzione la capacitГ di variare il proprio raggio di Stokes in
relazione al pH, mentre un'analisi mediante dicroismo circolare e FTIR ha mostrato come
l'arrangiamento strutturale preferito dal peptide in soluzione corrisponde ad una struttura mista
random-coil/ poliprolina II. Il peptide ha inoltre mostrato un'interessante attivitГ fungicida nei confronti
di Cryptococcus neoformans e Candida albicans.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
UniversitГ degli Studi di Roma La Sapienza Istituto Dipartimentalizzato di Endodonzia.
UniversitГ egli Studi di L'Aquila, dip. Scienze Chirurgiche
UniversitГ degli Studi di Napoli,Dipartimento di Scienze dontostomatologiche e Maxillo-Facciali
UniversitГ degli studi di Parma, Dipartimento di Medicina di Laboratorio, istituto di Microbiologia
UniversitГ degli studi di Roma Tre, Istituto di Biochimica
IFOM-IEO, Milano
UNiversitГ degli studi di Pisa , Istituto di Microbiologia
UniversitГ Cattolica di Roma, Istituto di Microbiologia
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
3
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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FunzionalitГ dell'eritrocita - Eritropoiesi negli organismi polari
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
La vita e gli adattamenti negli ambienti polari
Cambiamenti globali
Terra e Ambiente
GIARDINA BRUNO
Risultati conseguiti
Le analisi funzionali condotte su emoproteine provenienti da pesci antartici ha evidenziato alcune
particolari caratteristiche come la bassa sensibilitГ alle variazioni di temperatura. Questo risultato si
ГЁ dimostrato in accordo con il particolare habitat in cui questi organismi vivono.
- Esperimenti di Western blot eseguiti su campioni di tessuto muscolare di T. bernacchii e C.
hamatus, hanno evidenziato una banda immunoreattiva di massa molecolare compatibile con quella
della subunitГ beta del DG. Inoltre, le nostre analisi suggeriscono che in alcuni teleostei mesofili,
utilizzati come riferimento il gene del DG si sia duplicato generando due geni: il DAG1a, contenente
un piccolo introne di circa 140 bp, e il DAG1b.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Prof.ssa Irene Messana Dipartimento di Scienze Applicate ai Biosistemi - Sezione di Biochimica e
Biologia Molecolare Cittadella Universitaria Monserrato
Prof.ssa M.G. Pellegrini -Dipartimento di Scienze Applicate ai Biosistemi, Universita di Cagliari,
Cittadella Universitaria, I-09042 Monserrato (CA), Italy.
Prof.ssa Maria Teresa Sanna-Dipartimento di Scienze Applicate ai Biosistemi, Universita di Cagliari,
Cittadella Universitaria, I-09042 Monserrato (CA), Italy.
Prof. Roy Weber, Department of Zoophysiology, University of Aarhus, Aarhus, Denmark
Prof. Ole Brix, Department of Zoology, University of Bergen, Bergen, Norway
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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AttivitГ RSTL
Riconoscimento molecolare di composti bioattivi mediante ciclodestrine e loro
caratterizzazione isotopica
Responsabile:
FRONZA GIOVANNI
Risultati conseguiti
E' stato pubblicato il lavoro di caratterizzazione di campioni di fluoxetina (Prozac) di diversa origine
sulla base della distribuzione isotopica del deuterio in abbondanza naturale ove si dimostra che dal
contenuto di deuterio nei vari siti della molecola ГЁ possibile avere informazioni sia sui precursori che
sul processo usato per la sintesi della molecola. Nell'ambito degli studi di sostanze naturali sono
stati studiati i metaboliti ottenuti dalla spirolaxina mediante incubazione con Bacillus megaterium
Cunninghamella echinulata ed ГЁ stato messo a punto un efficace metodo sintetico per ottenere
mono- e diamino-derivati dello juglone e della naftazarina.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
POLITECNICO DI MILANO, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta"
DISMA (FacoltГ di Agraria), Milano
SIGMA-TAU, Pomezia
INDENA S.p.A. - Milano
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Principali risorse strumentali utilizzate
Spettrometro NMR Bruker ARX 400
Spettrometro NMR Bruker Avance 500
Spettrometro NMR Bruker Avance 250
Spettrometro di massa Bruker Esquire 3000 plus
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Brevetti
1
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Riva S., Allegrini P., Serafini E., Mazzetti G., Mantegazza S., Pastorello D. - A process for the
preparation of a (S)(+)-3-(aminomethyl)-5-methylhexanoic acid
Chiari M. - Method for Immobilizing Biological Molecules on Solid Surfaces
Fontana G., Baldelli E., Riva S., Danieli B. - Process for the preparation of bisindole alkaloids
derivatives
Articoli ISI
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Fuganti C., Joulain D., Maggloni F., Malpezzi L., Serra S., Vecchione A. - 3-Alkyl-p-menthan-3-ol
derivatives: synthesis and evaluation of their physiological cooling activity - TETRAHEDRONASYMMETRY, Vol. 19, Pagg. 2425-2437
Esteras-Chopo A., Morra G., Moroni E., Serrano L., de la Paz M.L., Colombo G. - A Molecular
Dynamics Study of the Interaction of D-Peptide Amyloid Inhibitors with Their Target Sequence
Reveals a Potential Inhibitory Pharmacophore Conformation - JOURNAL OF MOLECULAR
BIOLOGY, Vol. 383, Pagg. 266-280
Oliviero G., Bergese P., Canavese G., Chiari M., Colombi P., Cretich M., Damin F., Fiorilli S.,
Marasso S.L. , Ricciardi C., Rivolo P., Depero L.E. - A biofunctional polymeric coating for
microcantilever molecular recognition - ANALYTICA CHIMICA ACTA, Vol. 630, Pagg. 161-167
Serra S., Fuganti C., Gatti F.G. - A chemoenzymatic, preparative synthesis of the isomeric
forms of p-menth-1-en-9-ol: Application to the synthesis of the isomeric forms of the cooling
agent 1-hydroxy-2,9-cineole - EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, Vol. , Pagg.
1031-1037
Candiani G., Pezzoli D., Cabras M., Ristori S., Pellegrini C., Kajaste-Rudnitski A., Vicenzi E., Sala
C., Zanda M. - A dimerizable cationic lipid with potential for gene delivery - JOURNAL OF GENE
MEDICINE, Vol. 10, Pagg. 637-645
Caronna T., Fontana F., Mele A., Natali Sora I., Panzeri W., Vigano L. - A simple approach for the
synthesis of 7,8-diaza[5]helicene - SYNTHESIS-STUTTGART, Vol. , Pagg. 413-416
Arnone A., Nasini G., Panzeri W., Vajna de Pava O., Malpezzi L. - Acremine G, dimeric
metabolite from cultures of Acremonium byssoides A20 - JOURNAL OF NATURAL
PRODUCTS, Vol. 71, Pagg. 146-149
Caligiuri A., D'Arrigo P., Rosini E., Pedrocchi-Fantoni G., Tessaro D., Molla G., Servi S.,
Pollegioni L. - Activity of yeast D-amino acid oxidase on aromatic unnatural amino acids JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC, Vol. 50, Pagg. 93-98
9
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25
Secundo F., Miehe-Brendle J., Chelaru C., Ferrandi E.E., Dumitriu E. - Adsorption and activities
of lipases on synthetic beidellite clays with variable composition - MICROPOROUS AND
MESOPOROUS MATERIALS, Vol. 109, Pagg. 350-361
Chiari M., Cretich M., Damin F., Di Carlo G., Oldani C. - Advanced polymers for molecular
recognition and sensing at the interface - JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY B-ANALYTICAL
TECHNOLOGIES IN THE BIOMEDICAL AND LIFE SCIENCES, Vol. 866, Pagg. 89-103
Bergese P., Cretich M., Oldani C., Oliviero G., Di Carlo G., Depero L.E., Chiari M. - Advances in
parallel screening of drug candidates - CURRENT MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 15, Pagg.
1706-1719
De Rosa M.C., Alinovi C.C.,, Galtieri A., Russo A., Giardina B. - Allosteric properties of
hemoglobin and the plasma membrane of the erythrocyte: New insights in gas transport and
metabolic modulation - IUBMB LIFE, Vol. 60, Pagg. 87-93
Misiti F., Orsini F., Clementi M.E., Masala D., Tellone E., Galtieri A., Giardina B. - Amyloid peptide
inhibits ATP release from human erythrocytes - BIOCHEMISTRY AND CELL BIOLOGYBIOCHIMIE ET BIOLOGIE CELLULAIRE, Vol. 86, Pagg. 501-501
Brenna E., Fuganti C., Serra S. - Applications of biocatalysis in fragrance chemistry: the
enantiomers of alpha-, beta-, and gamma-irones - CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, Vol. 37,
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Neves M.A.C., Dinis T.C.P., Colombo G., Melo M.L.S.E. - Biochemical and computational insights
into the anti-aromatase activity of natural catechol estrogens - JOURNAL OF STEROID
BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY, Vol. 110, Pagg. 10-17
Saresella M., Marventano I., Longhi R., Lissoni F., Trabattoni D., Mendozzi L., Caputo D., Clerici
M. - CD4+CD25+FoxP3+PD1 - regulatory T cells in acute and stable relapsing-remitting multiple
sclerosis and their modulation by therapy - FASEB JOURNAL, Vol. 22, Pagg. 3500-3508
Tassi E., Gavazzi F., Albarello L., Senyukov V., Longhi R., Dellabona P., Doglioni C., Braga M.,
Di Carlo V., Protti M.P. - Carcinoembryonic Antigen-Specific but Not Antiviral CD4(+) T Cell
Immunity Is Impaired in Pancreatic Carcinoma Patients - JOURNAL OF IMMUNOLOGY, Vol.
181, Pagg. 6595-6603
Servi S., Tessaro D., Pedrocchi-Fantoni G. - Chemo-enzymatic deracemization methods for the
preparation of enantiopure non-natural alpha-amino acids - COORDINATION CHEMISTRY
REVIEWS, Vol. 252, Pagg. 715-726
Hager M., Bigotti M.G., Meszaros R., Carmignac V., Holmberg J., Allamand V., Akerlund M.,
Kalamajski S., Brancaccio A., Mayer U., Durbeej M. - Cib2 binds integrin alpha 7B beta 1D and is
reduced in laminin alpha 2 chain-deficient muscular dystrophy - JOURNAL OF
NEUROCHEMISTRY, Vol. 105, Pagg. 2156-2165
Colombo G., Meli M., De Simone A. - Computational studies of the structure, dynamics and
native content of amyloid-like fibrils of ribonuclease A - PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION
AND BIOINFORMATICS, Vol. 70, Pagg. 863-872
Galbiati S., Damin F., Di Carlo G., Ferrari M., Cremonesi L., Chiari M. - Development of new
substrates for high-sensitive genotyping of minority mutated alleles - ELECTROPHORESIS, Vol.
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Perri F., Romitelli F., Rufini F., Secundo F., Di Stasio E., Giardina B., Vitali A. - Different structural
behaviors evidenced in thaumatin-like proteins: A spectroscopic study - PROTEIN JOURNAL,
Vol. 27, Pagg. 13-20
Nocca G., De Palma F., Corsale P., Antenucci M., Rossi C., Lupi A., De Sole P. - Differentiation
in HL-60 promielocytic cell line induced by methacrylic compounds - LUMINESCENCE, Vol. 23,
Pagg. 86-87
Stenirri S., Cretich M., Rech I., Restelli A., Ghioni M., Cova S., Ferrari M., Cremonesi L., Chiari
M. - Dual-color microchip electrophoresis with single-photon avalanche diodes: Application to
mutation detection - ELECTROPHORESIS, Vol. 29, Pagg. 4972-4975
Nocca G., Lupi A., De Santis F., Giardina B., De Palma F., Chimenti C., Gambarini G., De Sole P.
- Effect of methacrylic monomers on phagocytes reactive oxygen species: a possible BDDMA
modulating action - LUMINESCENCE, Vol. 23, Pagg. 54-57
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Desiderio C., Rossetti D.V., Perri F., Giardina B., Messana I., Castagnola M. - Enantiomeric
separation of baclofen by capillary electrophoresis tandem mass spectrometry with
sulfobutylether-beta-cyclodextrin as chiral selector in partial filling mode - JOURNAL OF
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Nicchia G.P., Cogotzi L., Rossi A., Basco D., Brancaccio A., Svelto M., Frigeri A. - Expression of
multiple AQP4 pools in the plasma membrane and their association with the dystrophin complex MATRIX BIOLOGY, Vol. 27, Pagg. 360-370
Sciandra F., Morlacchi S., Allamand V., De Benedetti G., Macchia G., Petrucci T.C., Bozzi M.,
Brancaccio A. - First molecular characterization and immunolocalization of keratoepithelin in adult
human skeletal muscle - MATRIX BIOLOGY, Vol. 27, Pagg. 360-370
Cretich M., Sedini V., Damin F., Di Carlo G., Oldani C., Chiari M. - Functionalization of poly
(dimethylsiloxane) by chemisorption of copolymers: DNA microarrays for pathogen detection SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 132, Pagg. 258-264
Battistella S., Damin F., Chiari M., Delgrosso K., Surrey S., Fortina P., Ferrari M., Cremonesi L . Genotyping beta-globin gene mutations on copolymer-coated glass slides with the ligation
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MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC, Vol. 52-3, Pagg. 158-161
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OGGI-CHEMISTRY TODAY, Vol. 26, Pagg. 16-18
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Brignole C., Loi M., Marimpietri D., Pagnan G., Cilli M., Lepekhin E.A., Garde S.V., Longhi R.,
Corti A., Allen T.M., Wu J.J., Ponzoni M. - Marimpietri D, Pagnan G, Cilli M, Lepekhin EA, Garde
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Pagg. 7320-7329
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Fanali C., Inzitari R., Cabras T., Fiorita A., Scarano E., Patamia M., Petruzzelli R., Bennick A.,
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SEPARATION SCIENCE, Vol. 31, Pagg. 516-522
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consumption inhibition importance for TMT-dependent cell death in undifferentiated PC12 cells NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL, Vol. 52, Pagg. 1092-1099
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folding to drug design - CURRENT PROTEIN & PEPTIDE SCIENCE, Vol. 9, Pagg. 181-196
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multistate peptide dynamics: A comparison between microsecond timescale sampling and
multiple shorter trajectories - JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY, Vol. 29, Pagg.
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drugs by H-2 NMR spectroscopy: The case of ibuprofen and naproxen - TALANTA, Vol. 76,
Pagg. 651-655
Volonterio A., Zanda M. - Multicomponent, one-pot sequential synthesis of 1,3,5- and 1,3,5,5substituted barbiturates - JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, Vol. 73, Pagg. 7486-7497
Saresella M., Marventano I., Guerini F.R., Zanzottera M., Delbue S., Marchioni E., Maserati R.,
Longhi R., Ferrante P., Clerici M. - Myelin basic protein-specific T lymphocytes proliferation and
programmed cell death in demyelinating diseases - CLINICAL IMMUNOLOGY, Vol. 129, Pagg.
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Desiderio C., De Rossi A., Inzitari R., Mancinelli A., Rossetti D.V., Castagnola M., Messana I. Optimization of a rapid capillary electrophoresis ESI-IT tandem mass spectrometry method for
the analysis of short-chain carnitines in human plasma - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL
CHEMISTRY, Vol. 390, Pagg. 1637-1644
Ceraulo L., Fanara S., Turco Liveri V., Ruggirello A., Panzeri W., Mele A. - Orientation and
molecular contacts of melatonin confined into AOT and lecithin reversed micellar systems COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, Vol.
316, Pagg. 307-312
Tellone E., Ficarra S., Giardina B., Scatena R., Russo A., Clementi M.E., Misiti F., Bellocco E.,
Galtieri A. - Oxidative Effects of Gemfibrozil on Anion Influx and Metabolism in Normal and BetaThalassemic Erythrocytes: Physiological Implications - JOURNAL OF MEMBRANE BIOLOGY,
Vol. 224, Pagg. 1-8
Ubiali F., Nava S., Nessi V., Longhi R., Pezzoni G., Capobianco R., Mantegazza R., Antozzi C.,
Baggi F. - Pixantrone (BBR2778) reduces the severity of experimental autoimmune myasthenia
gravis in lewis rats - JOURNAL OF IMMUNOLOGY, Vol. 180, Pagg. 2969-2703
Maischberger T., Nguyen T.H., Sukyai P., Kittl R., Riva S., Ludwig R., Haltrich D. - Production of
lactose-free galacto-oligosaccharide mixtures: comparison of two cellobiose dehydrogenases for
the selective oxidation of lactose to lactobionic acid - CARBOHYDRATE RESEARCH, Vol. 343,
Pagg. 2140-2147
Pennacchio A., Pucci B., Secundo F., La Cara F., Rossi M., Raia C.A. - Purification and
characterization of a novel recombinant highly enantioselective short-chain NAD(H)-dependent
alcohol dehydrogenase from Thermus thermophilus - APPLIED AND ENVIRONMENTAL
MICROBIOLOGY, Vol. 74, Pagg. 3949-3958
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Piacentini R., Ripoli C., Leone L., Misiti F., Clementi M.E., D'Ascenzo M., Giardina B., Azzena
G.B., Grassi C. - Role of methionine 35 in the intracellular Ca2+ homeostasis dysregulation and
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Barakat A., Brenna E., Fuganti C., Serra S. - Synthesis, olfactory evaluation and determination of
the absolute configuration of the beta- and gamma-Iralia (R) isomers - TETRAHEDRONASYMMETRY, Vol. 19, Pagg. 2316-2322
Bigotti S., Volonterio A., Zanda M. - The influence of fluoroalkyl-group electronegativity on
stereocontrol in the synthesis of Psi[CH(R-F)NH]gly peptides - SYNLETT, Vol. , Pagg. 658-962
Olimpieri F., Volonterio A., Zanda M. - Three-Component, One-Pot Sequential Synthesis of 1,3Disubstituted 5-Arylhydantoins - SYNLETT, Vol. , Pagg. 3016-3020
Bacigalupo M.A. , Meroni G. , Secundo F. , Lelli R. - Time-resolved fluoroimmunoassay for
quantitative determination of ampicillin in cow milk samples with different fat contents - TALANTA,
Vol. 77, Pagg. 126-130
Messana I., Cabras T., Pisano E., Sanna M.T., Olianas A., Manconi B., Pellegrini M., Paludetti G.,
Scarano E., Fiorita A., Agostino S., Contucci A.M., Calo L., Picciotti P.M., Manni A., Bennick A.,
Vitali A., Fanali C., Inzitari R., Castagnola M. - Trafficking and postsecretory events responsible
for the formation of secreted human salivary peptides: A proteomics approach - MOLECULAR &
CELLULAR PROTEOMICS, Vol. 7, Pagg. 911-926
73
74
Pastori C., Clivio A., Diomede L., Consonni R., De Mori G.M.S., Longhi R., Colombo G., Lopalco
L. - Two amino acid substitutions within the first external loop of CCR5 induce human
immunodeficiency virus-blocking antibodies in mice and chickens - JOURNAL OF VIROLOGY,
Vol. 82, Pagg. 4125-4134
Colombo G., Morra G., Meli M., Verkhivker G. - Understanding ligand-based modulation of the
Hsp90 molecular chaperone dynamics at atomic resolution - PROCEEDINGS OF THE
NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, Vol. 105,
Pagg. 7976-7981
Libri
1
2
3
4
5
Carrea G., Riva S. - Organic Synthesis with Enzymes in Non-Aqueous Media - , ,
Riva S. - “Exploiting enzyme chemoselectivity and regioselectivity ” in Organic Synthesis with
Enzymes in Non-Aqueous Media - , ,
Carrea G., Riva S. - “Medium engineering” in Asymmetric Organic Synthesis with Enzymes - , ,
Alphand V, Fraaije MW, Mihovilovic MD, Ottolina G - “Second Generation Baeyer-Villiger
Biocatalysts” In Modern Biocatalysis - , ,
Volonterio A., Zanda M. - “Stereoselective Reactions with alpha-Sulfinyl Carbanions”
In
Organosulfur Chemistry in Asymmetric Synthesis - , ,
Principali risorse strumentali dell!Istituto
- Assorbimento atomico Thermo Elemental
- Gas-massa Trace MS EI/250 Thermo-Finnigan
- Gas-massa a trappola ionica Thermo-Finnigan
- FT-IR Jasco 610
- Micro HPLC- Ms a trappola ionica
- Spettrometro NMR Gemini 300
- Spettrometro NMR Bruker AC 250
- Spettrometro NMR Bruker ARX 400
- Spettrometro NMR Bruker Avance 500
- Microscopio FT-IT
- Fermentatore Chemap
- Fermentatore Infors AG CH-4103
- Sei cromatogafi HPLC Jasco
- Quattro GC HP
- Sequenziatore di DNA multicanale Mega Bace Molecular Dynamics
- Spotter per Microarrays SciFlexArray S5 Scienion
- Microarray Spotter QARRAY Genetix
- Microarray Scanner ScanArrayLife Perkin Elmer
- Scanner per microarray Packard Bioscience
- Capillary electrophoresis system Beckman Coulter
- Elettroforesi bidimensionale BioRad
- Workstation scientifica SGI Indigo 2 Impact 10000
- Workstation scientifica SGI Origin 200
- Workstation Intellistation IBM
- Cluster di PC Beowulf
- Spettropolarimetro Jasco J-600
- Fluorimetro JascoFP 750
- Sintetizzatore automatico di peptidi Applera
- Sequenziatore automatico di proteine-peptidi Procise HT Applied Byosystems
- Tre spettrofotometri Jasco
- Elettroforesi Capillare Agilent Technologies
- spettrometro di massa a trappola ionica Bruker
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
Massa critica. L'attivitГ 2008 dei ricercatori e tecnologi dell'ICRM ГЁ stata potenziata in modo
determinante dal rilevantissimo contributo di personale non CNR che partecipa alle ricerche
dell'Istituto. Da segnalare in modo particolare il ruolo degli associati, assegnasti, co.co.co., borsisti e
dottorandi.
AttivitГ . Oltre alle attivitГ piГ№ propriamente culturali, molto importante nell'ICRM ГЁ stata l'azione di
supporto e trasferimento alle attivitГ produttive che si svolge tramite le collaborazioni con svariate
industrie chimiche, farmaceutiche e biotecnologiche, collaborazioni formalizzate da contratti di
ricerca (collaborazione pubblico-privato•). Molto rilevante è stato anche il contributo alla formazione
di giovani ricercatori realizzata tramite numerosi assegni di ricerca, dottorati e borse (sviluppo e
valorizzazione del Capitale Umano•).
Fondi. La dotazione istituzionale dell'ICRM ГЁ stata integrata da fondi esterni (provenienti da una
pluralità di fonti•) che sono stati nettamente più consistenti di quelli interni. In questo ambito è da
sottolineare il sempre maggiore coinvolgimento dell'ICRM nei Programmi Quadro della UE, dai quali
provengono i piГ№ consistenti e scientificamente qualificanti finanziamenti per l'Istituto
(internazionalizzazione della ricerca•).
Strumentazione. La strumentazione dell'ICRM, pur necessitando in molti casi di integrazione ed
upgrading, ГЁ rilevante e, al momento, ancora in grado di fronteggiare in modo abbastanza
soddisfacente le principali necessitГ della ricerca dell'Istituto.
Prodotti della ricerca. La produttività dell'ICRM, che è il frutto di un approccio multidisciplinare• alla
ricerca, appare qualitativamente e quantitativamente elevata (eccellenza nella ricerca di base•).
•Parole chiave del PNR.
Elementi di autovalutazione
MISSIONE
Il fattore unificante delle attivitГ dell'ICRM ГЁ la chimica del riconoscimento molecolare, che puГІ
essere definita come un'area multidisciplinare che studia i principi e le forze che regolano la
biospecificitГ ed il bioriconoscimento a livello molecolare, coinvolgendo competenze di chimica
organica, bioorganica e computazionale, biochimica e biotecnologia.
In questo ambito, l'ICRM affronta sia problematiche riguardanti la ricerca di base quali aspetti
concernenti la regolazione biologica, le interazioni recettore-ligando o enzima substrato, le
associazioni tipo host-guest ed il folding e la dinamica di peptidi e proteine (ricerche di curiositГ ),
che aspetti piГ№ applicativi che coinvolgono l'impiego di metodologie chimiche e biotecnologiche per la
produzione, caratterizzazione e analisi di composti di interesse chimico-farmaceutico, alimentare,
ambientale e biomedico (ricerche mirate). Questi sono tutti settori strategici per il miglioramento
della qualitГ della vita e dell'ambiente.
In sintesi la missione dell'ICRM si può così riassumere: attività di ricerca, sviluppo tecnologico,
trasferimento e formazione nel campo della chimica del riconoscimento molecolare.
ORGANIZZAZIONE DELL'ATTIVITA' DI RICERCA
La ricerca 2008 ГЁ stata organizzata in 4 commesse (1-Biocatalizzatori; 2-Sviluppo di microsistemi
analitici; 3-Targeting e inibizione dell'angiogenesi; 4-Simulazioni molecolari di sistemi biologici), 3
moduli di commesse (1-Modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici; 2Proteomica e metabolomica; 3-FunzionalitГ dell'eritrocita-eritropoiesi negli organismi polari) e 1
ricerca a tema libero (Riconoscimento molecolare di composti bioattivi mediante ciclodestrine e loro
caratterizzazione isotopica).
L'ICRM, o come esecutore di proprie commesse a cui afferiscono moduli di altri Istituti, o come
esecutore di moduli propri che afferiscono a commesse di altri Istituti, opera in stretta cooperazione
con l'Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB), l'Istituto per lo Studio delle Macromolecole (ISMAC),
l'Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari (ISTM) e l'Istituto di Tecnologie Biomediche (ITB).
L'ICRM ha anche fondamentali e pluriennali rapporti di collaborazione con il Politecnico di Milano,
presso cui ha sede un gruppo di ricerca dell'Istituto, e l'UniversitГ Cattolica di Roma, presso cui ha
sede la ex sezione di Roma. Questo, oltre a produrre notevolissimi vantaggi culturali e di personale,
dГ la possibilitГ di usufruire di strumenti e servizi che sarebbero al di fuori delle sole capacitГ dell'ICRM.
RISULTATI CONSEGUITI
Le ricadute delle attivitГ di ricerca dell'ICRM sono di natura sia culturale (ricerche di curiositГ ) che
applicativa (ricerche mirate). Ricerche di curiositГ :l'Istituto ha svolto attivitГ di primo piano a) nelle
indagini della stabilitГ , dinamica e folding di peptidi e proteine e delle interazioni proteina-ligando
condotte sia mediante modellistica molecolare che con metodi spettroscopici, b) nello studio delle
proprietГ e della regolazione di emoproteine e di proteine legate a patologie neurodegenerative.
Ricerche mirate: a) sviluppo della biocatalisi applicata alla sintesi e modificazione di composti di
interesse per la chimica fine e farmaceutica e per il settore alimentare, b) isolamento e
caratterizzazione di sostanze naturali con attivitГ biologica, c) sintesi e studio delle proprietГ chimico-fisiche e biomediche di composti organici fluorurati, d) sviluppo di metodiche separative in
microscala e di microarrays a DNA e proteine.
L'attivitГ di ricerca si ГЁ svolta, oltre che con i fondi provenienti dal finanziamento ordinario del CNR,
con contributi provenienti dalla ComunitГ Europea (6 progetti), dal MIUR (1 progetto), da altri
ministeri (4-progetti), dalla Regione Lombardia (1-progetto), dalla CARIPLO (1 progetto) e da
industrie farmaceutiche e biotecnologiche (5 progetti).
Di seguito sono riassunti i risultati ottenuti nelle varie attivitГ .
Commessa "Biocatalizzatori"
Varie idrossisteroide deidrogenasi sono state usate per la modifica regioselettiva di steroidi
poliossidrilati; laccasi per la ossidazione di derivati fenolici naturali; D-amino acido ossidasi per
l'ossidazione di amino acidi aromatici non naturali; lipasi, monoossigenasi e baker's yeast per la
preparazione enantioselettiva di sintoni chirali, di molecole odoranti e di poliesteri funzionalizzati;
aldolasi per la sintesi stereoseletiva di beta-idrossi alfa-amino acidi.
Commessa"Sviluppo di microsistemi analitici"
CHIARI a) Con la tecnologia microarray ГЁ stato messo a punto un test per la rivelazione simultanea
delle 7 mutazioni principali sul gene della beta-globina, b) Sempre con la tecnologia microarray, si ГЁ
messo a punto un test per la rivelazione di alleli minoritari di origine fetale in plasma materno.
L'analisi consente di determinare, utilizzando come campione il DNA libero circolante nel siero
materno, la presenza di mutazioni sul gene della beta-globina ereditate dal feto e di provenienza
paterna, c) Lo sviluppo di sistemi microfluidici ha portato alla realizzazione di micro celle per
l'ibridazione di substarti per microarray a proteine. Nell'ambito del progetto NANOSPAD, finanziato
dall'Unione Europea, si ГЁ realizzato un sistema microfluidico per la rivelazione di IgE in sieri di
pazienti allergici, d) Si ГЁ messo a punto un nuovo sistema per la funzionalizzazione di cantilever,
robusto e versatile, basato sull'adsorbimento di polimeri funzionali.
Commessa "Targeting e inibizione dell'angiogenesi"
(a) E' stata completata la sintesi totale delle tubulisine U e V. Le due molecole sono state ottenute
per mezzo di una sintesi stereocontrollata, scalabile, e modulare che ha permesso la sintesi di
centinaia di mgs di tubulisine U e V. Questa sintesi e' potenzialmente applicabile anche ad altre
tubulisine e loro analoghi. (b)Sono stati individuati diversi inibitori nanomolari fluorurati di MMP9 ed
MMP3. Due di essi, unidrossammato contenente un gruppo trifluorometile in posizione alfa, ed un
carbossilato con un gruppo difluorometile in beta, sono anche stati cristallizzati come complesso
col dominio catalitico di MMP9 e la loro struttura risolta via raggi-X, ottenendo importanti informazioni
strutturali sul ruolo dei gruppi fluoroalchilici.
Commessa "Simulazioni molecolari di sistemi biologici"
Sono stati sviluppati a) nuovi metodi computazionali e software, b) nuovi inibitori di chaperone
molecolari, proteine coinvolte in angiogenesi ed amiloidosi, c) nuove molecole come possibili
antitumorali.
Modulo "Modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici".
a) Sono stati costruiti i modelli tridimensionali di alcune varianti emoglobiniche, della cistatina umana
SA e del dominio C-terminale di p53 wild-type e mutato(G389E), b) Mediante tecniche di
espressione ricombinante sono stati ottenuti quantitativi sufficienti di proteine wild-type e mutate che
corrispondono ai diversi domini del distroglicano, c) Lo studio dei meccanismi molecolari con cui il
beta amiloide determina neuro degenerazione neuronale ha evidenziato il coinvolgimento dei
recettori di membrana voltaggio dipendenti per gli ioni calcio, d) Mediante simulazioni di dinamica
molecolare applicate allo studio dell'interazione peptidi-proteine sono stati prodotti dei templati
strutturali per lo sviluppo di modelli farmacofori per l'identificazione di nuovi ligandi non peptidici.
Modulo "Proteomica salivare"
Sono state evidenziate diverse modifiche post-traslazionali, quali ,ad es, fosforilazione e
solfatazione, a carico dei peptidi salivari. Interessanti risultati sono anche derivati dall'analisi delle
salive di individui con diverse patologie. Lo studi del contenuto peptidico di granuli di secrezione
salivari di maiale ha permesso di identificare dieci nuovi peptidi ricchi di prolina, derivanti da tre proproteine basiche. Insieme con le regioni codificanti per SP-A e SP-B giГ individuati
precedentemente, ГЁ stato possibile assegnare il 68-75% delle regioni codificanti per le pro-proteine.
Uno dei peptidi isolati e caratterizzati, SP-B, ГЁ stato ulteriormente indagato come potenziale agente
antimicrobico.
Modulo "FunzionalitГ dell'eritrocita-eritropoiesi negli organismi polari"
a) Le analisi funzionali condotte su emoproteine provenienti da pesci antartici hanno evidenziato
alcune particolari caratteristiche come la bassa sensibilitГ alle variazioni di temperatura, in accordo
con il particolare habitat in cui questi organismi vivono, b) Esperimenti di Western blot eseguiti su
campioni di tessuto muscolare di T. bernacchii e C. hamatus, hanno evidenziato una banda
immunoreattiva di massa molecolare compatibile con quella della subunitГ beta del DG. Inoltre, le
nostre analisi suggeriscono che in alcuni teleostei mesofili, utilizzati come riferimento, il gene del DG
si sia duplicato generando due geni: il DAG1a, contenente un piccolo introne di circa 140 bp, e il
DAG1b.
Ricerca a tema libero "Riconoscimento molecolare di composti bioattivi mediante ciclodestrine e
loro caratterizzazione isotopica".
Sono stati completati gli studi sul tracciamento isotopico di amfetamine sintetizzate mediante vari
processi a partire da precursori diversi e lo studio dei complessi con beta-ciclodestrina di alcuni
glicosidi di flavanoidi.
PRODOTTI DELLA RICERCA
Il risultato delle attivitГ piГ№ propriamente culturali ГЁ rappresentato da: 74 pubblicazioni su qualificate
riviste scientifiche JCR; 1 libro, 4 capitoli di libro; 3 brevetti e 36 relazioni o comunicazioni a
congressi.
Molto importante ГЁ anche l'azione di supporto alle attivitГ produttive che si ГЁ svolta tramite le
collaborazioni con numerose industrie chimiche, farmaceutiche e biotecnologiche.
CONCLUSIONI
Nel complesso si ГЁ riscontrata una buona corrispondenza tra obiettivi previsti e risultati ottenuti.
Proposta di interventi organizzativi
Come riportato nella scheda precedente, sia le commesse che i moduli di commesse dell'ICRM
coinvolgono in modo trasversale il personale appartenente ai precedenti organi da cui ГЁ nato
l'attuale Istituto, il che permette di sfruttare al meglio le competenze altamente complementari
presenti nell'organo.
Inoltre l'ICRM, o come esecutore di proprie commesse a cui afferiscono moduli di altri Istituti, o
come esecutore di moduli propri che afferiscono a commesse di altri Istituti, opera in stretta
cooperazione con l'Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB), l'Istituto per lo Studio delle
Macromolecole (ISMAC), l'Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari (ISTM) e l'Istituto di
Tecnologie Biomediche (ITB).
CiГІ detto, si ritiene che l'ICRM possa anche nel futuro operare efficacemente nei settori di sua
pertinenza senza ricorrere ad ulteriori o diversi accorpamenti.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
163
1.482
531
571
Totale
694
2.054
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
158
852
33
251
2.305
89
Istituto di chimica e tecnologia dei polimeri
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Prof. COSIMO CARFAGNA
Via Campi Flegrei, 34 - c/o Comprensorio "Adriano Olivetti" - Edificio 70 80078 Pozzuoli (NA)
Sezione di Catania
www.ictp.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
Coniugare la ricerca di base nel campo della chimica dei polimeri naturali e sintetici con innovazioni tecnologiche
di prodotto.
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
•
•
•
Correlazioni struttura-proprietГ e metodologie innovative per la caratterizzazione dei sistemi
polimerici
Sintesi di polimeri e progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni per lo
sviluppo ecosostenibile
Sviluppo e caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di origine
sintetica e naturale
Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo
Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di patologie
congenite, tumorali e infiammatorie.
Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e caratterizzazione in silico di materiali
polimerici
Moduli
•
•
•
•
•
•
•
Correlazioni struttura-proprietГ e metodologie innovative per la caratterizzazione dei sistemi
polimerici
Sintesi di polimeri e progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni per lo
sviluppo ecosostenibile
Sviluppo e caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di origine
sintetica e naturale
Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo
Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ICTP_022
Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di patologie
congenite, tumorali e infiammatorie.
Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e caratterizzazione in silico di materiali
polimerici
RSTL
•
•
•
Sviluppo di nuove metodologie per la preparazione di nanocompositi a base di poliolefine
Copolimeri alogenati innovativi per applicazioni elettroottiche
Metodologie avanzate di calcolo come strumento interpretativo per l'analisi vibrazionale di polimeri
di interesse tecnologico.
•
•
•
Sviluppo di nuove metodologie per la preparazione di nanocompositi a base di poliolefine
Copolimeri alogenati innovativi per applicazioni elettroottiche
Metodologie avanzate di calcolo come strumento interpretativo per l'analisi vibrazionale di polimeri
di interesse tecnologico.
AttivitГ Commesse
Correlazioni struttura-proprietГ e metodologie innovative per la caratterizzazione dei
sistemi polimerici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
MUSTO PELLEGRINO
Risultati conseguiti
La problematica dell'invecchiamento ambientale, che costituisce uno dei principali argomenti
d'indagine della commessa, ГЁ stata approfondita su una resina epossidica tetrafunzionale
(TGDDM) largamente impiegata come matrice di compositi strutturali nel settore trasporti. Sono
stati studiati, mediante spettroscopia FTIR risolta nel tempo, spettroscopia dinamico-meccanica e
prove meccaniche in compressione, gli effetti dell'esposizione prolungata ai raggi solari sulla
struttura molecolare e sulle proprietГ meccaniche e viscoelastiche. L'informazione spettroscopica
sulle cinetiche e sui meccanismi foto-ossidativi ha permesso di individuare i siti d'iniziazione del
processo degradativo e di valutare quantitativamente la stabilitГ dei vari gruppi funzionali presenti
nel reticolo epossidico. In particolare, il segmento alifatico ГЁ il punto di debolezza della struttura,
mentre i gruppi aromatici sono piГ№ stabili. Essi vengono comunque coinvolti nella degradazione una
volta che il processo ha avuto inizio. Le indagini spettroscopiche, unitamente all'analisi del
comportamento viscoelastico, hanno consentito di ricavare importanti e nuovi dettagli sulle
correlazioni struttura -proprietГ di questi sistemi termoindurenti. E' stato dimostrato che la
prolungata esposizione agli agenti atmosferici causa una significativa riduzione del modulo elastico
nel "rubbery plateau" e una diminuzione delle temperature dei picchi di rilassamento primari e
secondari, nonchГ© della densitГ di reticolazione. Tali effetti sono accompagnati da un
deterioramento delle caratteristiche prestazionali del materiale. E' in corso uno studio approfondito
per sviluppare un'adeguata strategia di stabilizzazione attraverso l'impiego di opportuni additivi
nanometrici a base di polisilsesquiossani (POSS). Riguardo ai sistemi ibridi polimero/silice per
impieghi nel settore delle tecnologie di separazione, ГЁ stato preparato un nanocomposito a matrice
poliimmidica caratterizzato da una dispersione nanometrica della fase inorganica. Tale morfologia ГЁ
stata ottenuta utilizzando un agente compatibilizzante opportunamente sintetizzato, costituito da
catene lineari di poliimmide terminate con gruppi silossanici. La partecipazione di questi ultimi nel
processo di formazione della fase inorganica (sol-gel) determina la struttura co-continua di
dimensioni nanometriche evidenziata dall'analisi morfologica (microscopia elettronica in scansione).
Una preliminare indagine eseguita su ibridi a varia composizione ha evidenziato un marcato effetto
della fase inorganica sui processi di rilassamento primari e secondari della matrice organica,
nonchГ© un incremento della stabilitГ termo-ossidativa. Un'approfondita indagine, mediante tecniche
di spettroscopia vibrazionale, sulla struttura molecolare delle fasi e sulle correlazioni tra tale
struttura e le proprietГ ultime, ГЁ attualmente in corso.
In riferimento alla linea di ricerca sulla modellistica molecolare, ГЁ stato condotto uno studio sui
processi di rilassamento secondario (sub-Tg) di poliimmidi e relativi nanocompositi. La simulazione
dei moti segmentali non-cooperativi ГЁ stata condotta mediante i metodi della Meccanica Molecolare
(campo di forze MM+). I risultati della simulazione hanno consentito la valutazione dell'energia di
attivazione dei processi di rilassamento, che ГЁ stata confrontata con il dato sperimentale ricavato
da misure dinamico-meccaniche in modalitГ multifrequenza. L'accordo tra il dato teorico e quello
sperimentale ha confermato la validitГ dell'approccio computazionale e ha permesso di individuare
con certezza i segmenti di catena coinvolti nei processi di rilassamento secondari dello stato
vetroso.
Per quanto riguarda la linea di ricerca sullo sviluppo di nuovi approcci teorico-sperimentali, l'attivitГ si ГЁ incentrata sulla calorimetria differenziale modulata. In particolare, ГЁ stata proposta una nuova
procedura di analisi consistente nel considerare i dati di flusso di calore in coincidenza con il
raggiungimento dello stato stazionario. Il nuovo metodo ha permesso di differenziare e quantificare
il contributo di fusione parziale della fase cristallina e di rilassamento strutturale della fase amorfa
rigida in corrispondenza al picco di fusione a bassa temperatura del poli(etilene tereftalato). Sempre
in riferimento alle tecniche calorimetriche, ГЁ stata esaminata la cinetica di trasformazione liquidosolido e la morfologia di materiali compositi e miscele polimeriche allo scopo di correlare la modalitГ di propagazione del calore all'interno di materiali eterogenei e la loro microstruttura. Considerazioni
sia di natura sperimentale che basate sulle recenti teorie matematiche sulla cristallizzazione, hanno
indotto ad attribuire numerose morfologie all' anisotropia del processo di trasferimento del calore in
compositi e miscele polimeriche.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
10
0
5
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
0
0
3
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
3
0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Ingegneria dei Materiali e della Produzione.
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Chimica.
UniversitГ di Salerno, Dipartimento di Chimica.
University of Loughborough, Institute of Polymer Technology and Materials Engineering, England.
Anna University, Chennai, India
University of Tennessee, Department of Chemistry, USA
Polish Academy of Sciences, Institute of Polymer Chemistry, Poland
Polish Academy of Sciences, Institute of Fundamental Technological Research, Poland.
University of Jordan, Department of Physics.
Centro Regionale di Competenza "Nuove Tecnologie per le AttivitГ Produttive"
MIUR Progetti FIRB e CLUSTER
Programmi UE (TEXMED, MAE)
Bridgestone pneumatici, Japan
Convenzione CNR-INSTM (Progetto PROMO)
CNR CRdC "INNOVA", Via Campi Flegrei, 34, 80078 Pozzuoli – Napoli – Italy
CNR Istituto di Cibernetica, Via Campi Flegrei, 34, 80078 Pozzuoli – Napoli – Italy
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Analisi Termica (DSC, TGA):
•2 Calorimetri differenziali a scansione Mettler a flusso di calore,
modello DSC 30, dotati di sistema di raffreddamento ad azoto liquido
•Calorimetro differenziale a scansione Mettler a flusso di
calore, modello DSC 822e, dotato di autocampionatore e di sistema di
raffreddamento ad azoto liquido
•Calorimetro differenziale a scansione Perkin-Elmer a
compensazione di energia, modello Pyris Diamond DSC, dotato di
Intracooler II come sistema di raffreddamento
•Analizzatore termogravimetrico TG/DTA Mettler, modello TGA/SDTA851e
•Analizzatore termogravimetrico TG/DTA Perkin-Elmer, modello Pyris
Diamond TG/DTA
Spettroscopia Molecolare (FTIR, FT-NIR, Microscopia FTIR, Raman):
•Spettrometro IR a trasformata di Fourier (FTIR), Perkin-Elmer Mod. System 2000.
•Microscopio FTIR Perkin-Elmer Mod. Autoimage con stage mobile per la mappatura
computerizzata.
•Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer Mod. GX.
•Spettrometro FTIR Perkin-Elmer Mod. Paragon 500.
•Spettrometro FT-RAMAN con doppio banco ottico per misure nel vicino e nel medio infrarosso,
Nicolet Mod. Nexus 670.
•Spettrometro dispersivo RAMAN a campionamento confocale equipaggiato con tre sorgenti laser
(532, 632 e 781 nm) e sistema di mappatura computerizzata (Raman imaging). Jobin-Yvon, Mod.
Aramis.
•Cella per misure FTIR di diffusione sotto stiro di gas e vapori in film e membrane polimeriche
equipaggiata con dinamometro statico e dinamico-meccanico. EnduraTec-WinTest.
•Sistema per misure in riflessione totale attenuata (ATR) Mod. Benchmark, della ditta Specac, con
elemento ottico in seleniuro di zinco. Il sistema ГЁ dotato di controllore di Temperatura nell'intervallo
(25 – 250) °C.
•Cella di temperatura con criostato da -150°C a 250°C per misure in trasmissione sotto vuoto o in
atmosfera controllata. Mod. SPECAC 80100.
•Microtomo per la preparazione di fettine sottili per il microscopio FTIR, Reichert-Jung Mod. 1150
Autocut.
spettrometro FT-NMR superconduttore Avance II TM 400 Bruker
Microscopia elettronica (SEM, TEM):
•Microscopio elettronico a scansione Philips Xl20
•Microscopio elettronico a trasmissione Philips EM300
ProprietГ meccaniche, dinamico-meccaniche e d'impatto:
•Dinamometro Instron mod. 4505 (carico massimo 100 kN).
•Dinamometro Instron mod. 5564 (carico massimo 1.0 kN).
•Pendolo strumentato di frattura Charpy della CEAST, mod. 6545 (energia massima 25 J).
•Pendolo strumentato di frattura Charpy della CEAST, mod. 6545 (energia massima 50 J).
•Sistema di acquisizione ed analisi dei dati d'impatto, DAS 4000 WIN della CEAST.
•Analizzatore Dinamico-Meccanico della PerkinElmer, mod. Pyris Diamond DMA.
•Analizzatore Dinamico-Meccanico della PerkinElmer, mod. Pyris Diamond DMA.
•Pressa a compressione da 30 ton. della ATS Faar.
•Miscelatore "Rheomix" strumentato della Haake Inc.
•Miscelatore Brabender Plastograph EC.
•Stereomicroscopio WILD M420.
•Strumentazione per la preparazione di provini a geometria variabile: fustellatrici, fresa manuale,
dispositivi per intagli, granulatori.
•Strumentazione per la preparazione di film submicrometrici mediante tecnologia spin-coating, Mod.
Chemat KW-4A, equipaggiata con campionatore automatico per liquidi KW-4AD, della ditta Chemat
Technologies Inc., Northridge, CA, USA.
Sintesi di polimeri e progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni
per lo sviluppo ecosostenibile
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
MALINCONICO MARIO
Risultati conseguiti
AttivitГ 1: Sono state testate fibre vegetali provenienti da varie fonti rinnovabili, quali residui della
lavorazione del pomodoro, della canapa, del kenaf, disperse in polisaccaridi quali il chitosano,
l'alginato e derivati della cellulosa come l'idrossipropilcellulosa in forma spray. Alcuni dei materiali
ottenuti sono stati applicati al suolo in prove di pacciamatura. Nel settore dei vasi per l'agricoltura,
sono stati realizzati avanzamenti nella conoscenza delle interazioni tra polisaccaridi e fibre, sia in
termini di risposta meccanica che di durata. In collaborazione con l'UniversitГ di Bari, sono stati
avviati tests di comportamento in trapianti vegetali di cui si stanno analizzando i risultati. Nel settore
delle pellicole biodegradabili per film alimentari, si sono ottenuti film a base di alginati e agar che
sono stati impiegati nell'imballaggio di frutta partizionata (settore frutta secca per il dolciario) in
collaborazione con l'ISA-CNR di Avellino. I risultati sono molto incoraggianti: i prodotti subiscono una
lenta disidratazione ma completa, e il profilo aromatico ottenuto ГЁ molto ricco nei componenti che
vengono normalmente perduti in alte percentuali attraverso gli essiccamenti industriali, realizzati per
confronto. (Dr.ssa Barbara Immirzi e collaboratori)
Nel settore dei polimeri biodegradabili sintetici per film,ГЁ proseguito lo studio della comprensione dei
meccanismi che sovrintendono la cristallizzazione di poliidrossibutirrato,sviluppando una
metodologia calorimetrica per lo studio della fusione del PHB (in collaborazione con l'Accademia
delle Scienze Polacca) (Dr.ssa Maria Laura Di Lorenzo e collaboratori).
Nel settore imballaggio, il processo di cristallizzazione riveste notevole importanza anche come
procedimento ecosostenibile per modificare la microstruttura e, quindi, le proprietГ fisiche dei
polimeri termoplastici. Nell'ambito dello studio della cristallizzazione di polimeri termoplastici, ГЁ stata
valutata l'influenza dello spessore di campioni polimerici sulla velocitГ e sul meccanismo di
cristallizzazione. In particolare, per un copolimero a base di poliossimetilene contenente unitГ etileniche random, ГЁ stato verificato che il modello, generalmente ritenuto valido, di nucleazione
statistica nell'intero volume del campione mal si accorda con la legge di dipendenza della velocitГ di
cristallizzazione dallo spessore, anche per campioni di spessore modesto (1-2 mm). Infatti, se la
nucleazione fosse statistica, un campione polimerico dovrebbe cristallizzare, a paritГ di condizioni
esterne di temperatura e pressione, nello stesso tempo, indipendentemente dal suo volume. Le
limitazioni delle teorie cinetiche di cristallizzazione esistenti sono state attribuite all'assunzione di
una velocitГ infinita di propagazione del calore, che, come giГ indicato da eminenti studiosi, non ГЁ
assolutamente un'ipotesi realistica. Considerazioni basate sia su dati sperimentali che di natura
matematica hanno indotto all'elaborazione di un meccanismo di "cristallizzazione a strati" che,
tenendo conto della velocitГ finita di propagazione del calore, spiega non solo il maggior tempo di
cristallizzazione richiesto da campioni piГ№ spessi ma anche la loro morfologia (Dr.ssa Maria Raimo
e collaboratori).
E' proseguito lo studio sulla additivazione in estrusione di film polimerici con ciclodestrine contenenti
agenti liposolubili antiossidanti, e sull' utilizzo di citronellale, citrale, carvacrolo, timolo, linaloolo, ecc.
da introdurre durante il processo di estrusione per migliorare le caratteristiche antibatteriche (Dr.
Pierfrancesco Cerruti e collaboratori).
Nel settore dell'edilizia, sono stati sintetizzati opportuni agenti interfacciali in grado di migliorare
l'adesione fibra/polimero e le proprietГ finali dei materiali per applicazioni edilizie, ottenuti da
poliidrossibutirrato e acido Polilattico (Maurizio Avella e collaboratori). E' proseguito lo studio
morfologico di nuovi coatings a base sol-gel per migliorare l'efficienza e l'economicitГ dei pannelli
per il solare termico.
AttivitГ N. 2: . Nel settore biomedicale, sono state condotte reazioni di modifica della
polietileneimmina (PEI) e di polimeri biocompatibili come il PCL con molecole in grado di legarsi a
recettori cellulari specifici, allo scopo di realizzare un "targeting" verso le cellule tumorali per il
rilascio mirato del DNA. E' stato possibile intrappolare le nanosfere in matrici biodegradabili allo
scopo di raggiungere la massima concentrazione proprio nel sito sede del tumore. (Dr. Paola
Laurienzo e collaboratori)
Nel settore della produzione di idrogeno, sono state preparate e testate mattrici acriliche in forma di
idrogeli che hanno mostrato una notevole capacitГ di adsorbimento e protezione di batteri utili per la
produzione biologica di idrogeno (Giovanna Gomez d'Ayala e collaboratori).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Committente: MIUR: Progetto TRAIN Sviluppo di imballaggi da fonti rinnovabili per una logistica
sostenibile: PArtners: ICTP-ISA - ISPA -ICB -ISSIA-ISPAAM-PRODAL
Committente: UniversitГ di Padova - Progetto FISR Idrobio: UniversitГ Padova, ENEA, ICB (CNR),
ISE-CNR, Univ. di Firenze
Committente: EU INCO - Progetto EU-DGXII Eco-PCCM:Univ. Skopie, ICTM (UNiv. Belgrado),
CIDEMCO (E), MonDirect (E), Kefi SpA (I), Geonardo (HU), MOEPP (MAcedonia), Studio R
(MAcedonia), IPBAS (Bulgarian Academy of Science), EuroKompozit (Macedonia), USKIM-Zimrant
(Macedonia)
Committente: EU DGXII - Progetto STREP Termisol: CIDEMCO Centro de InvestigaciГіn
TecnolГіgica, SPain, Alexandria University (Egypt),Centre des Techniques et MatГ©riaux de
Construction CETEMCO (Morocco),Centre International des Technologies de l'Environnement de
Tunis (Tunisia), I.SO.TEST Engineering, S.R.L.(Italia), Oropal (Spain), Silvasol EnergГ­a (Spain),
Solar Energy Systems (Tunisia), Scientific and Technological Research Council of Turkey, Tubitak
Marmara Research Center Energy (Turkey), Compagnie Africaine des Peintures (Tunisia),
Universidad de CГЎdiz (Spain)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
Analisi masse molecolari
TITOLATORE POTENZIOMETRICO
Analisi Termica e chimico-fisica
CALORIMETRIA DIFFERENZIALE A SCANSIONE E MODULATA CON CELLA DI MISURA DA
-150В°C A +500В°C
ANALISI TERMOGRAVIMETRICHE CON CAMPO DI TEMPERATURA DA AMBIENTE A 1000В°C
SISTEMA PER MISURE DI TRASMISSIONE VAPORE D'ACQUA
Spettroscopia Molecolare (FTIR, Microscopia FTIR e Raman)
SPETTROMETRO FTIR, PERKIN-ELMER MOD. GX E MOD. PARAGON 500
SPRETTROFLUORIMETRIA
Microscopia elettronica (SEM, TEM, AFM)
MICROSCOPIO ELETTRONICO A SCANSIONE PHILIPS XL20
MICROANALISI RX
Microscopia ottica e analisi d'immagine
MICROSCOPIO OTTICO CON CORREDO DI OCULARI
MACCHINE FOTOGRAFICHE REFLEX E POLAROID E TELECAMERA
Bioluminescenza
ProprietГ Meccaniche e d'impatto
DINAMOMETRO INSTRON A VARIO CARICO MASSIMO
PENDOLO STRUMENTATO DI FRATTURA TIPO CHARPY A VARIA ENERGIA MASSIMA
Analisi Dinamico-meccaniche
Apparecchio DYNAMIC MECHANICAL THERMAL ANALYSIS
Diffrattometria dei Raggi X (WAXS, SAXS)
GENERATORE DI RAGGI X " PHILIPS" MODELLO PW 17
Processi
REOMETRO HAAKE
ESTRUSORE MONOVITE IN BOLLA E A TESTA PIANA
ESTRUSORE BIVITE CON RICIRCOLO INTERNO
PRESSA PER STAMPAGGIO AD INIEZIONE
Sviluppo e caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di
origine sintetica e naturale
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
PUGLISI CONCETTO
Risultati conseguiti
I risultati conseguiti nel corso del 2008 possono essere così riassunti:
- Sono sati preparati una serie di copoli(estere -ammide) per miscelazione reattiva, a 270В°C e per
diversi tempi (5-120 min), di poli(etilentereftalato) (PET) e poli(m xilen adipammide) (MXD6)in
rapporto equimolare rispetto alle unitГ ripetitive. Le reazioni sono state condotte in assenza ed in
presenzadi acido tereftalico (1% peso). I copolimeri a blocchi e statistici così ottenuti sono stati
caratterizzati mediante analisi NMR (1He 13C) e spettrometria di massa MALDI-TOF.
- Sono stati sintetizzati polieterisolfoni (PES)s, a massa molecolare media numerica (Mn) di circa
6000 Daltons, aventi diversi gruppi terminali: OH,NH2, COOH e Cl come terminali. I polimeri sono
sati chimicamnete caratterizzati mediante analisi NMR (1He 13C)e spettrometria di massa MALDITOF. Le loro proprietГ termiche sono state investigate mediante analisi calorimetrica differenziale
(DSC) e analis i dinamic o-mec c anic a (TMA). Ques ti polimeri s aranno fatti reagire,
successivamente, con silice o zeolite opprtunamente modidicata, per preparare membrane miste
organiche/inorganiche.
- Una serie di copolimeri a base metilmetacrilato (PMMA), sintetizzati presso l'UniversitГ di
Brescia,ГЁ stata opportunamente caratterizzata mediante analisi NMR (1H e 13C) e spettrometria di
massa MALDI-TOF.
- Sono state studiate le reazioni che avvengono tra il Ny6 e le unitГ ossazoliniche, legate a gruppi
ciclofosfazeni (CP2OXA), utilizzate per la preparazione di copolimeri a blocchi a base Ny6 o per
aumentare il peso molecolare dello stesso polimero. La caratterizzazione molecolare dei prodotti
ottenuti e la comprensione dei meccanismi coinvolti permetterГ un uso mirato della CP2OXA per la
preparazione di copolimeri a blocchi a base poliammidica (Ny6; Ny66; MXD6; etc.).
- Polianfoliti a base metacrilato con potenziale applicazione nel settore bio-medicale, preparati
presso l'UnivesitГ di Siena, sono stati caratterizzati mediante spettrometria di massa MALDI-TOF.
- Sono stati caratterizzati dei copolimeri a blocchi PEG-PPG-PEG e sono state determinate le
caratteristiche chimico-fisiche delle loro soluzioni in metil-tetraidrofurano.
- E' stato progettato e sintetizzato un copolieteresolfone con terminali ossidrilici ed epossidici da
utilizzare come adesivo polimerico ad alta prestazione per assemblaggi in microelettronica
(soprattutto nella tecnologia COC).
- E' stata avviata la sintesi di nuovi derivati porfirinici elettronricchi da utilizzare nel campo della
sensoristica molecolare.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
1.CNR- Istituto per lo Studio delle Macromolecole ( Milano, Genova)
2.UniversitГ di Genova, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale
3.UniversitГ di Catania, Dipartimento di Scienze Chimiche; FacoltГ di Ingegneria.
4. UniversitГ di Brescia, Dipartimento di Chimica e Fisica per l'Ingegneria e per i Materiali.
5. UniversitГ di Siena, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche e dei Biosistemi.
6.UniversitГ di Palermo, Dipartimento di Ingegneria Chimica.
7.CNR - Istituto per la Sintesi Organica e la FotoreattivitГ (Bologna).
8.UniversitГ di Bologna, Dipartimento di Chimica.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
Termobilancia
Calorimetria Differenziale a Scansione
Cromatografia ad esclusione
Dinamometro
Spettrometro di massa MALDI/TOF
Spettrometro NMR
Permeometro
Estrusore Bivite
Miscelatore Brabender
FT-IR
Rivelatore Multiangolo Laser Scattering (MALLS)
Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
AVELLA MAURIZIO
Risultati conseguiti
Linea 1
Realizzazione di sistemi multicomponenti a matrice PET per applicazioni nel settore del packaging
alimentare
E'stata messa a punto una strategia di compatibilizzazione per la realizzazione di nanocompositi a
matrice PET con nanoparticelle di carbonato di calcio. Tale strategia ГЁ consistita nella sintesi di
opportuni agenti interfacciali ottenuti modificando i gruppi terminali del PET mediante inserzione di
gruppi anidridici. I materiali nanostrutturati sono stati realizzati mediante miscelazione reattiva nel
fuso variando la percentuale aggiunta di nanoparticelle e di agente interfacciale. Sono stati inoltre
realizzati nanocompositi a matrice PET utilizzando nanoparticelle sferiche ed allungate di carbonato
di calcio la cui superficie risulta ricoperta da acidi grassi.
L'analisi morfologica effettuata sulle superfici di frattura ha consentito di identificare la migliore
strategia di compatibilizzazione. In particolare, nel caso di nanoparticelle modificate con acidi grassi
sebbene il coating organico consente di migliorare la dispersione delle nanocariche nella matrice
polimerica, risultano ancora evidenti zone di agglomerazione. Un'omogenea e puntuale distribuzione
delle nanoparticelle ГЁ stata osservata invece nel caso dei nanocompositi realizzati mediante
l'aggiunta dell'agente interfacciale. Inoltre, le nanocariche appaiono ben ricoperte ed adese alla
matrice polimerica. Quindi, la presenza dell'agente interfacciale risulta la strategia piГ№ efficace per il
controllo e l'ottenimento di una morfologia nanostrutturata.
Linea 2
Riciclo di scarti di produzione di Tetrapak per la realizzazione di sistemi multicomponenti
Sono state messe a punto opportune strategie di compatibilizzazione per la realizzazione di
compositi contenenti scarti di produzione di Tetrapak con matrici biodegradabili (PCL e PLLA) e
polietilene. E' stata inoltre messa a punto una metodica ecosostenibile per la preparazione di
schiume idrosolubili contenenti percentuali variabili di Tetrapak e polivinilalcol per applicazione nel
settore dell'imballaggio secondario. Tale metodica, simulante il processo overrun, consente di
ottenere una struttura porosa senza l'ausilio di agenti schiumogeni e di reazioni chimiche. Infine,
sono stati realizzati materiali compositi a base malte e/o calcestruzzi con diverse quantitГ di
Tetrapak.
Linea 3
Realizzazione di nanocompositi a matrice polimerica a basso impatto ambientale
L'attivitГ di ricerca si ГЁ incentrata sulla funzionalizzazione di nanoparticelle inorganiche per la
realizzazione di nanocompositi a matrice biocompatibile, quale polimetilmetacrilato (PMMA) e
policarbonato (PC). In particolare le nanoparticelle sono state funzionalizzate utilizzando come
modificanti di superficie
polimeri di natura gommosa. Tale scelta si ГЁ basata sulla possibilitГ non solo di migliorare la
compatibilitГ tra le fasi, a seguito dell'idrofobizzazione delle superfici inorganiche, ma di trasferire le
proprietГ intrinseche (elastiche) di suddetto modificante attraverso l'interfaccia al nanocomposito. I
nanocompositi sono stati preparati mediante polimerizzazione in situ, utilizzando diverse percentuali
di nanoparticelle modificate e per confronto di nanoparticelle tal quali. E' stata poi effettuata l'analisi
morfologica sulle superfici di frattura al fine di valutare la dispersione delle nanocariche nella
matrice polimerica. Tale analisi ha consentito di verificare che la presenza di un coating organico
sulla superficie delle nanocariche migliora la compatibilitГ tra la matrice polimerica e la fase
nanometrica che risulta, così, omogeneamente dispersa e distribuita.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
COBARR S.p.A.(gruppo industriale Mossi&Ghisolfi, MG);
SocietГ Generale per l'Industria della Magnesia S.p.A.;
Gruppo Solvay, Giraud,Francia;
Regione Sicilia;
Istituto di Struttura della Materia (ISM-CNR),Tor Vergata (Roma);
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Ingegneria dei Materiali e della Produzione;
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Chimica;
UniversitГ di Salerno, Dipartimento di Chimica
Istituto di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Montelibretti (Roma);
Division of Manufacturing and Infrastructure Technology - CSIRO, AUSTRALIA
TNO Industrial Technology, Eindhoven, THE NETHERLANDS;
Faculty of Technology and Metallurgy, University of Skopje, MAcedonia;
Cidemco, Centro de investigacion Tecnologica, Azpetia, SPAGNA;
Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB-CNR), Pozzuoli (Na);
Fondazione Plart, Napoli
Perkin Elmer S.p.A., USA
A&T S.p.A., Lecce
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
-Miscelatore strumentato Brabender Plastograph EC3
-Estrusore bivite Teachline ZK25T Collin
-Estrusore monovite con unitГ di filmatura in bolla-Teachline E20T/BL50T
-Analizzatore dinamico-meccanico (DMA) Perkin Elmer Pyris Diamond
-Calorimetro differenziale a scansione DSC 822 Mettler Toledo
-Microscopio elettronico a scansione (SEM) Philips XL 20
-Sistema dinanometrico Instron Model 1122
-Pendolo strumentato Charpy Ceast con sistema di acquisizione DAS4000
-Spettrofotometro FT-IR Perkin Elmer GX
-Spettrometro FT-NMR Superconduttore AVANCE II TM 400-BRUKER
-Permeabilimetro Extrasolution Multiperm
Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di
patologie congenite, tumorali e infiammatorie.
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
GAROZZO DOMENICO
Risultati conseguiti
L'approccio metodologico basato su tecniche di "glicoproteomica" ci ha permesso di mettere a
punto protocolli di analisi applicati con successo allo studio di malattie genetiche dovute ad
alterazioni della glicosilazione (Disordini Congeniti della Glicosilazione, CDG). Abbiamo potuto
caratterizzare lo stato di glicosilazione di biomarcatori glicoproteici presenti in fluidi biologici quali
siero o palsma, in forme diverse di queste patologie: CDG-I, CDG-II (difetti primari di glicosilazione),
galattosemia e fruttosemia (difetti secondari).
La caratterizzazione strutturale di tali biomarcatori si ГЁ rivelata utile nella nelle diagnosi ed nel
monitoraggio delle eventuali terapie e ci ha consentito inoltre di individuare un nuovo difetto
enzimatico in uno dei passaggi del lungo processo biosintetico degli N-glicani. La metodologia ГЁ
stata applicata inoltre allo studio di malattie acquisite note per presentare un difetto secondario della
glicosilazione, quali patologie infiammatorie dovute a sepsi.
La metodica da noi applicata per studiare il proteoma lacrimale ci ha consentito di identificare in
un'unica separazione cromatografica fino a 19 proteine e, tra queste, due sono state individuate
per la prima volta nella lacrima umana (NMD3A e MKNK2). Questi risultati indicano chiaramente
che la tecnica LC-MALDI MS/MS ГЁ efficace nella caratterizzazione del proteoma della lacrima
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli, UniversitГ di Catania, UniversitГ di Messina, UniversitГ di Trieste, UniversitГ della Calabria, UniversitГ di Avellino.
Catholic University of Leuven, Belgium. Mayo Clinic, MN USA. HГґpital Bichat, Paris. University of
Nijmegen, University of ZГјrich. Institut de BioquГ­mica ClГ­nica, Barcelona. Universidad Nacional de
CГіrdoba,Argentina.
Institute of Child Health, London.
Euroglycanet: CA 6th Framework Program contract number LSHM-CT2005-512131
Consortium for Functional Glycomics (CFG)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Principali risorse strumentali utilizzate
MALDI TOF DE
MALDI TOF DE STR
MALDI TOF-TOF
ESI O-TOF
nano-HPLC
Il protocollo sperimentale alla base dello studio del proteoma lacrimale si avvale di tecniche di
separazione quali la cromatografia liquida a fase inversa (RP-HPLC). L'apparecchiatura utilizzata
(LC-PACKINGS) ГЁ costituita da un pompa HPLC ULTIMATE che permette di lavorare con micro- e
nano-flussi di solvente, da un detector UV ULTIMATE, da un micro-autocampionatore FAMOS e da
una unitГ SWITCHOS II che consente di effettuare una eventuale cromatografia bidimensionale.
Le microfrazioni cromatografiche ottenute (circa 1 microlitro) vengono raccolte mediante un Micro
Collettore di Frazioni PROBOT (LC-PACKINGS) su una piastra portacampioni a 384 pozzetti che
verrГ direttamente introdotta nello strumento MALDI (APPLIED BIOSYSTEMS).
La tecnica LC-MALDI MS/MS ГЁ supportata dalla ricerca mediante database MASCOT.
Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e caratterizzazione in silico
di materiali polimerici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
Crescenzi Orlando
Risultati conseguiti
L'attivitГ si ГЁ focalizzata principalmente sui fenomeni spettroscopici. CiГІ ha consentito da un lato di
mettere alla prova praticamente tutte le parti di un protocollo computazionale complesso, e dall'altro
di predire parametri particolarmente utili nell'interazione con gruppi sperimentali.
In particolare, nel modulo PM.P07.004.001 (IPCF) ГЁ stata esaminata (mediante interazione di
configurazioni) l'interazione spin-spin in sistemi diradicalici con ponti aromatici e polienici,
caratterizzandone la dipendenza dalla lunghezza e dalla struttura dei "ponti"; ГЁ stata impostata la
descrizione di un diodo molecolare, con risultati che riproducono qualitativamente i dati sperimentali;
sono stati effettuati studi modellistici su fenomeni di trasferimento del protone e dell'elettrone in
sistemi rappresentativi delle basi del DNA.
Nel modulo PM.P07.004.003 (ICTP) l'attivitГ ha riguardato sia aspetti metodologici (approcci
innovativi alla integrazione di scale spaziali e temporali differenti, per la simulazione computazionale
efficiente ed accurata di sistemi complessi), sia applicazioni a casi reali; questi ultimi sono stati
scelti in relazione alla possibilitГ di validare specifici aspetti dei protocolli computazionali utilizzati,
ma anche per il loro interesse scientifico e/o tecnologico. Infine, sono state impostate le tecnologie
"grid" necessarie per inserire le risorse computazionali locali in network computazionali di differente
estensione, dalla scala cittadina, fino alla griglia computazionale nazionale prevista nell'ambito del
"Virtual Integrated Laboratory for Large-scale Applications in a Geographically distributed
Environment" (Village).
Nel modulo PM.P07.004.007 (ISMN) la ricerca ГЁ stata incentrata, come da previsione, su tre
argomenti principali: a) reazioni enzimatiche; b) interazione molecola-superficie; c) studio di contatti
metallici in solidi molecolari organici. Per quel che riguarda la prima tematica, ГЁ stato affrontato lo
studio dell'enzima HRP in interazione con H2O2; l'utilizzazione integrata di metodi quantistici e
meccanico-molecolari ha consentito in particolare di razionalizzare l'effetto delle fluttuazioni del
sistema proteico. Altri risultati di rilievo – anche in termini di produzione scientifica – sono stati
ottenuti nella simulazione della deposizione di alaninolo su superficie di Cu(100), e nello studio del
doping in Ti-PTCDA, Mg-Alq3, e K-PTCDA.
Il modulo PM.P07.004.009 (INFM), anch'esso di tipo teorico-computazionale, si propone migliorare
la qualitГ delle descrizioni DFT attraverso lo sviluppo di nuovi funzionali di scambio e correlazione,
dipendenti direttamente dagli orbitali di Kohn-Sham, e privi di errori di autointerazione. In questo
ambito, ГЁ stato completato lo sviluppo di un nuovo metodo per la teoria del funzionale densitГ , il
"multi-configurational localized hartee-fock", che permette lo studio della correlazione statica fra
due sistemi poco interagenti. Il metodo ГЁ ad esempio adatto alla descrizione computazionale
accurata di sistemi molecola-metallo. Modellizzazioni computazionali DFT sono state condotte su
alcune interfacce organico-metallo, anche in stretta correlazione con attivitГ di ricerca sperimentali.
I moduli PM.P07.004.006 (IMCB) e PM.P07.004.008 (ICTP) costituiscono la controparte
sperimentale degli sviluppi modellistici, con una forte focalizzazione sulla sintesi e caratterizzazione
spettroscopica di sistemi nanostrutturati. Risultati notevoli si sono realizzati nella preparazione di
nanoparticelle colloidali, la loro funzionalizzazione, e l'incorporazione in matrici polimeriche; e piГ№ in
generale nella razionalizzazione di molti meccanismi coinvolti nella formazioni in situ di cluster
metallici e semiconduttivi (calcogenuri). Fra i numerosi risvolti tecnologici, basterГ citare
l'ottenimento di materiali plastici otticamente trasparenti nel visibile, con indice di rifrazione
modulabile, e dotati di proprietГ ottiche non lineari; plastiche fluorescenti perfettamente trasparenti;
plastiche magnetiche trasparenti; plastiche radiopache; specchi dicroici.
Nel contesto della presente commessa, ГЁ opportuno sottolineare la rilevanza reciproca di questi
studi sperimentali e delle attivitГ modellistiche: in effetti, la ricerca sui materiali nanocompositi ha
comportato in molti casi l'esplorazione di fenomeni chimico-fisici di base, ad esempio i meccanismi
che governano la dispersione o l'aggregazione delle nanoparticelle in una matrice polimerica
organica, oppure la dipendenza degli assorbimenti plasmonici di nanoparticelle metalliche (Au) dalla
forma e dalla dimensione, nonchГ© dall'intorno chimico. La piena comprensione di questi fenomeni
non puГІ prescindere da modellizzazioni computazionali accurate; d'altro canto, la complessitГ dei
sistemi in esame richiede la messa a punto di approcci specifici, che sono appunto oggetto di
sviluppi teorici ed implementativi in altri moduli della commessa.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Fra le numerose collaborazioni scientifiche che sono state attive durante il periodo di
rendicontazione, una selezione significativa ГЁ la seguente:
- UniversitГ di Pisa, Dipartimento di Chimica e Biotecnologie Agrarie; Dipartimento di Ingegneria
dell'Informazione; Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale: Prof. Gianfranco Denti, Prof.
Massimo Macucci, Prof. Ivo Cacelli.
- Consorzio CASPUR, Roma.
- UniversitГ dell'Aquila, Dipartimento di Chimica, Ingegneria Chimica e Materiali: Prof. Massimiliano
Aschi.
- UniversitГ di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche: Dr. A. Amadei.
- Princeton University, Princeton, NJ, USA, Chemistry Department.
- University of Cambridge, UK, Chemistry Department.
- UniversitГ Federico II di Napoli, Dipartimento di Chimica "Paolo Corradini": Prof. Mauro CausГ ,
Dr.ssa Nadia Rega, Dr. Michele Pavone (Metodi dinamici innovativi basati su protocolli "misti";
calcolo di parametri magnetici; calcolo di spettri elettronici).
- UniversitГ di Napoli Federico II, Dipartimento di Chimica Organica e Biochimica: Prof. Marco
d'Ischia, Prof.ssa Alessandra Napolitano, Dr. Alessandro Pezzella (studio integrato sperimentale /
computazionale di precursori biosintetici dei polimeri melanici).
- IBB-CNR, Napoli: Dr. Roberto Improta (stati eccitati in soluzione, calcolo di spettri di
fluorescenza).
- IPCF-CNR, Pisa: Prof. Vincenzo Barone, Dr. Fabrizio Santoro (calcolo di integrali di FranckCondon, struttura vibrazionale di spettri ottici).
- CIDETEC, San SebastiГЎn, Spagna (sintesi di polimeri funzionali).
- EPFL, Losanna, Svizzera (caratterizzazione e strutturazione dei materiali a base epossidica).
- Tyndall National Institute, Cork, Irlanda (Nano Imprinting Lithography).
- MRT, Berlino, Germania (preparazione dei resist epossidici).
- Centro Ricerche Fiat (Orbassano, TO).
- SAES Getter (Lainate, MI).
- INEOS film Italia (Varese, MI).
- Istituto di Cibernetica "E. Caianiello" (Pozzuoli, NA).
- Dipartimento di Fisica, UniversitГ di Trento.
- Dipartimento di scienze dalla comunicazione, UniversitГ di Salerno.
- Dipartimento di Ingegneria e Tecnologie Agro-Forestali (DITAF), UniversitГ di Palermo.
- Photonics & Optoelectronics Group, Physics Department and Center for NanoScience (CeNS),
Ludwig-Maximilians-Universitat, Munchen, Germania.
- NNL-INFM-CNR.
- University of Erlangen, Germania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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personale equivalente tempo pieno
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totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Totale
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Principali risorse strumentali utilizzate
Alle strumentazioni computazionali dei singoli Istituti si sono ancora affiancate in maniera
significativa risorse di origine esterna al CNR, accessibili nel quadro di collaborazioni scientifiche
con soggetti universitari (Dipartimento di Chimica "Paolo Corradini" dell'UniversitГ Federico II di
Napoli e "Virtual Italian Laboratory for Large-scale Applications in a Geographically distributed
Environment"); significativo ГЁ stato il ricorso a tempo macchina dedicato dal Consorzio CASPUR.
Comunque, l'implementazione di risorse computazionali adeguate ГЁ prevista a breve nel contesto
della commessa.
Per quel che riguarda la strumentazione utilizzata nell'ambito delle attivitГ sperimentali, particolare
rilievo rivestono le attrezzature spettroscopiche (spettrofluorimetri steady-state e TCSPC,
spettrofotometri UV-Vis e UV-Vis-NIR) e per microscopie di sonda (AFM, STM).
AttivitГ Moduli
Correlazioni struttura-proprietГ e metodologie innovative per la caratterizzazione dei
sistemi polimerici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Correlazioni struttura-proprietГ e metodologie innovative per la
caratterizzazione dei sistemi polimerici
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
MUSTO PELLEGRINO
Risultati conseguiti
La problematica dell'invecchiamento ambientale, che costituisce uno dei principali argomenti
d'indagine della commessa, ГЁ stata approfondita su una resina epossidica tetrafunzionale
(TGDDM) largamente impiegata come matrice di compositi strutturali nel settore trasporti. Sono
stati studiati, mediante spettroscopia FTIR risolta nel tempo, spettroscopia dinamico-meccanica e
prove meccaniche in compressione, gli effetti dell'esposizione prolungata ai raggi solari sulla
struttura molecolare e sulle proprietГ meccaniche e viscoelastiche. L'informazione spettroscopica
sulle cinetiche e sui meccanismi foto-ossidativi ha permesso di individuare i siti d'iniziazione del
processo degradativo e di valutare quantitativamente la stabilitГ dei vari gruppi funzionali presenti
nel reticolo epossidico. In particolare, il segmento alifatico ГЁ il punto di debolezza della struttura,
mentre i gruppi aromatici sono piГ№ stabili. Essi vengono comunque coinvolti nella degradazione una
volta che il processo ha avuto inizio. Le indagini spettroscopiche, unitamente all'analisi del
comportamento viscoelastico, hanno consentito di ricavare importanti e nuovi dettagli sulle
correlazioni struttura -proprietГ di questi sistemi termoindurenti. E' stato dimostrato che la
prolungata esposizione agli agenti atmosferici causa una significativa riduzione del modulo elastico
nel "rubbery plateau" e una diminuzione delle temperature dei picchi di rilassamento primari e
secondari, nonchГ© della densitГ di reticolazione. Tali effetti sono accompagnati da un
deterioramento delle caratteristiche prestazionali del materiale. E' in corso uno studio approfondito
per sviluppare un'adeguata strategia di stabilizzazione attraverso l'impiego di opportuni additivi
nanometrici a base di polisilsesquiossani (POSS). Riguardo ai sistemi ibridi polimero/silice per
impieghi nel settore delle tecnologie di separazione, ГЁ stato preparato un nanocomposito a matrice
poliimmidica caratterizzato da una dispersione nanometrica della fase inorganica. Tale morfologia ГЁ
stata ottenuta utilizzando un agente compatibilizzante opportunamente sintetizzato, costituito da
catene lineari di poliimmide terminate con gruppi silossanici. La partecipazione di questi ultimi nel
processo di formazione della fase inorganica (sol-gel) determina la struttura co-continua di
dimensioni nanometriche evidenziata dall'analisi morfologica (microscopia elettronica in scansione).
Una preliminare indagine eseguita su ibridi a varia composizione ha evidenziato un marcato effetto
della fase inorganica sui processi di rilassamento primari e secondari della matrice organica,
nonchГ© un incremento della stabilitГ termo-ossidativa. Un'approfondita indagine, mediante tecniche
di spettroscopia vibrazionale, sulla struttura molecolare delle fasi e sulle correlazioni tra tale
struttura e le proprietГ ultime, ГЁ attualmente in corso.
In riferimento alla linea di ricerca sulla modellistica molecolare, ГЁ stato condotto uno studio sui
processi di rilassamento secondario (sub-Tg) di poliimmidi e relativi nanocompositi. La simulazione
dei moti segmentali non-cooperativi ГЁ stata condotta mediante i metodi della Meccanica Molecolare
(campo di forze MM+). I risultati della simulazione hanno consentito la valutazione dell'energia di
attivazione dei processi di rilassamento, che ГЁ stata confrontata con il dato sperimentale ricavato
da misure dinamico-meccaniche in modalitГ multifrequenza. L'accordo tra il dato teorico e quello
sperimentale ha confermato la validitГ dell'approccio computazionale e ha permesso di individuare
con certezza i segmenti di catena coinvolti nei processi di rilassamento secondari dello stato
vetroso.
Per quanto riguarda la linea di ricerca sullo sviluppo di nuovi approcci teorico-sperimentali, l'attivitГ si ГЁ incentrata sulla calorimetria differenziale modulata. In particolare, ГЁ stata proposta una nuova
procedura di analisi consistente nel considerare i dati di flusso di calore in coincidenza con il
raggiungimento dello stato stazionario. Il nuovo metodo ha permesso di differenziare e quantificare
il contributo di fusione parziale della fase cristallina e di rilassamento strutturale della fase amorfa
rigida in corrispondenza al picco di fusione a bassa temperatura del poli(etilene tereftalato). Sempre
in riferimento alle tecniche calorimetriche, ГЁ stata esaminata la cinetica di trasformazione liquidosolido e la morfologia di materiali compositi e miscele polimeriche allo scopo di correlare la modalitГ di propagazione del calore all'interno di materiali eterogenei e la loro microstruttura. Considerazioni
sia di natura sperimentale che basate sulle recenti teorie matematiche sulla cristallizzazione, hanno
indotto ad attribuire numerose morfologie all' anisotropia del processo di trasferimento del calore in
compositi e miscele polimeriche.
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Ingegneria dei Materiali e della Produzione.
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Chimica.
UniversitГ di Salerno, Dipartimento di Chimica.
University of Loughborough, Institute of Polymer Technology and Materials Engineering, England.
Anna University, Chennai, India
University of Tennessee, Department of Chemistry, USA
Polish Academy of Sciences, Institute of Polymer Chemistry, Poland
Polish Academy of Sciences, Institute of Fundamental Technological Research, Poland.
University of Jordan, Department of Physics.
Centro Regionale di Competenza "Nuove Tecnologie per le AttivitГ Produttive"
MIUR Progetti FIRB e CLUSTER
Programmi UE (TEXMED, MAE)
Bridgestone pneumatici, Japan
Convenzione CNR-INSTM (Progetto PROMO)
CNR CRdC "INNOVA", Via Campi Flegrei, 34, 80078 Pozzuoli – Napoli – Italy
CNR Istituto di Cibernetica, Via Campi Flegrei, 34, 80078 Pozzuoli – Napoli – Italy
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sintesi di polimeri e progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni
per lo sviluppo ecosostenibile
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sintesi di polimeri e progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate
prestazioni per lo sviluppo ecosostenibile
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
MALINCONICO MARIO
Risultati conseguiti
AttivitГ 1: Sono state testate fibre vegetali provenienti da varie fonti rinnovabili, quali residui della
lavorazione del pomodoro, della canapa, del kenaf, disperse in polisaccaridi quali il chitosano,
l'alginato e derivati della cellulosa come l'idrossipropilcellulosa in forma spray. Alcuni dei materiali
ottenuti sono stati applicati al suolo in prove di pacciamatura. Nel settore dei vasi per l'agricoltura,
sono stati realizzati avanzamenti nella conoscenza delle interazioni tra polisaccaridi e fibre, sia in
termini di risposta meccanica che di durata. In collaborazione con l'UniversitГ di Bari, sono stati
avviati tests di comportamento in trapianti vegetali di cui si stanno analizzando i risultati. Nel settore
delle pellicole biodegradabili per film alimentari, si sono ottenuti film a base di alginati e agar che
sono stati impiegati nell'imballaggio di frutta partizionata (settore frutta secca per il dolciario) in
collaborazione con l'ISA-CNR di Avellino. I risultati sono molto incoraggianti: i prodotti subiscono una
lenta disidratazione ma completa, e il profilo aromatico ottenuto ГЁ molto ricco nei componenti che
vengono normalmente perduti in alte percentuali attraverso gli essiccamenti industriali, realizzati per
confronto. (Dr.ssa Barbara Immirzi e collaboratori)
Nel settore dei polimeri biodegradabili sintetici per film,ГЁ proseguito lo studio della comprensione dei
meccanismi che sovrintendono la cristallizzazione di poliidrossibutirrato,sviluppando una
metodologia calorimetrica per lo studio della fusione del PHB (in collaborazione con l'Accademia
delle Scienze Polacca) (Dr.ssa Maria Laura Di Lorenzo e collaboratori).
Nel settore imballaggio, il processo di cristallizzazione riveste notevole importanza anche come
procedimento ecosostenibile per modificare la microstruttura e, quindi, le proprietГ fisiche dei
polimeri termoplastici. Nell'ambito dello studio della cristallizzazione di polimeri termoplastici, ГЁ stata
valutata l'influenza dello spessore di campioni polimerici sulla velocitГ e sul meccanismo di
cristallizzazione. In particolare, per un copolimero a base di poliossimetilene contenente unitГ etileniche random, ГЁ stato verificato che il modello, generalmente ritenuto valido, di nucleazione
statistica nell'intero volume del campione mal si accorda con la legge di dipendenza della velocitГ di
cristallizzazione dallo spessore, anche per campioni di spessore modesto (1-2 mm). Infatti, se la
nucleazione fosse statistica, un campione polimerico dovrebbe cristallizzare, a paritГ di condizioni
esterne di temperatura e pressione, nello stesso tempo, indipendentemente dal suo volume. Le
limitazioni delle teorie cinetiche di cristallizzazione esistenti sono state attribuite all'assunzione di
una velocitГ infinita di propagazione del calore, che, come giГ indicato da eminenti studiosi, non ГЁ
assolutamente un'ipotesi realistica. Considerazioni basate sia su dati sperimentali che di natura
matematica hanno indotto all'elaborazione di un meccanismo di "cristallizzazione a strati" che,
tenendo conto della velocitГ finita di propagazione del calore, spiega non solo il maggior tempo di
cristallizzazione richiesto da campioni piГ№ spessi ma anche la loro morfologia (Dr.ssa Maria Raimo
e collaboratori).
E' proseguito lo studio sulla additivazione in estrusione di film polimerici con ciclodestrine contenenti
agenti liposolubili antiossidanti, e sull' utilizzo di citronellale, citrale, carvacrolo, timolo, linaloolo, ecc.
da introdurre durante il processo di estrusione per migliorare le caratteristiche antibatteriche
(Pierfrancesco Cerruti e collaboratori).
Nel settore dell'edilizia, sono stati sintetizzati opportuni agenti interfacciali in grado di migliorare
l'adesione fibra/polimero e le proprietГ finali dei materiali per applicazioni edilizie, ottenuti da
poliidrossibutirrato e acido Polilattico (Maurizio Avella e collaboratori). E' proseguito lo studio
morfologico di nuovi coatings a base sol-gel per migliorare l'efficienza e l'economicitГ dei pannelli
per il solare termico.
AttivitГ N. 2: . Nel settore biomedicale, sono state condotte reazioni di modifica della
polietileneimmina (PEI) e di polimeri biocompatibili come il PCL con molecole in grado di legarsi a
recettori cellulari specifici, allo scopo di realizzare un "targeting" verso le cellule tumorali per il
rilascio mirato del DNA. E' stato possibile intrappolare le nanosfere in matrici biodegradabili allo
scopo di raggiungere la massima concentrazione proprio nel sito sede del tumore. (Paola Laurienzo
e collaboratori)
Nel settore della produzione di idrogeno, sono state preparate e testate mattrici acriliche in forma di
idrogeli che hanno mostrato una notevole capacitГ di adsorbimento e protezione di batteri utili per la
produzione biologica di idrogeno (Giovanna Gomez d'Ayala e collaboratori).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Committente: MIUR: Progetto TRAIN Sviluppo di imballaggi da fonti rinnovabili per una logistica
sostenibile: PArtners: ICTP-ISA - ISPA -ICB -ISSIA-ISPAAM-PRODAL
Committente: UniversitГ di Padova - Progetto FISR Idrobio: UniversitГ Padova, ENEA, ICB (CNR),
ISE-CNR, Univ. di Firenze
Committente: EU INCO - Progetto EU-DGXII Eco-PCCM:Univ. Skopie, ICTM (UNiv. Belgrado),
CIDEMCO (E), MonDirect (E), Kefi SpA (I), Geonardo (HU), MOEPP (MAcedonia), Studio R
(MAcedonia), IPBAS (Bulgarian Academy of Science), EuroKompozit (Macedonia), USKIM-Zimrant
(Macedonia)
Committente: EU DGXII - Progetto STREP Termisol: CIDEMCO Centro de InvestigaciГіn
TecnolГіgica, SPain, Alexandria University (Egypt),Centre des Techniques et MatГ©riaux de
Construction CETEMCO (Morocco),Centre International des Technologies de l'Environnement de
Tunis (Tunisia), I.SO.TEST Engineering, S.R.L.(Italia), Oropal (Spain), Silvasol EnergГ­a (Spain),
Solar Energy Systems (Tunisia), Scientific and Technological Research Council of Turkey, Tubitak
Marmara Research Center Energy (Turkey), Compagnie Africaine des Peintures (Tunisia),
Universidad de CГЎdiz (Spain)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Sviluppo e caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di
origine sintetica e naturale
Commessa:
Progetto:
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Responsabile:
Sviluppo e caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o
biodegradabili di origine sintetica e naturale
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
PUGLISI CONCETTO
Risultati conseguiti
I risultati conseguiti nel corso del 2008 possono essere così riassunti:
- Sono sati preparati una serie di copoli(estere -ammide) per miscelazione reattiva, a 270В°C e per
diversi tempi (5-120 min), di poli(etilentereftalato) (PET) e poli(m xilen adipammide) (MXD6)in
rapporto equimolare rispetto alle unitГ ripetitive. Le reazioni sono state condotte in assenza ed in
presenzadi acido tereftalico (1% peso). I copolimeri a blocchi e statistici così ottenuti sono stati
caratterizzati mediante analisi NMR (1H e 13C) e spettrometria di massa MALDI-TOF.
- Sono stati sintetizzati polieterisolfoni (PES)s, a massa molecolare media numerica (Mn) di circa
6000 Daltons, aventi diversi gruppi terminali: OH,NH2, COOH e Cl come terminali. I polimeri sono
sati chimicamente caratterizzati mediante analisi NMR (1H e 13C)e spettrometria di massa MALDITOF. Le loro proprietГ termiche sono state investigate mediante analisi calorimetrica differenziale
(DSC) e analis i dinamic o-mec c anic a (TMA). Ques ti polimeri s aranno fatti reagire,
successivamente, con silice o zeolite opprtunamente modidicata, per preparare membrane miste
organiche/inorganiche.
- Una serie di copolimeri a base metilmetacrilato (PMMA), sintetizzati presso l'UniversitГ di
Brescia,ГЁ stata opportunamente caratterizzata mediante analisi NMR (1H e 13C) e spettrometria di
massa MALDI-TOF.
- Sono state studiate le reazioni che avvengono tra il Ny6 e le unitГ ossazoliniche, legate a gruppi
ciclofosfazeni (CP2OXA), utilizzate per la preparazione di copolimeri a blocchi a base Ny6 o per
aumentare il peso molecolare dello stesso polimero. La caratterizzazione molecolare dei prodotti
ottenuti e la comprensione dei meccanismi coinvolti permetterГ un uso mirato della CP2OXA per la
preparazione di copolimeri a blocchi a base poliammidica (Ny6; Ny66; MXD6; etc.).
- Polianfoliti a base metacrilato con potenziale applicazione nel settore bio-medicale, preparati
presso l'UnivesitГ di Siena, sono stati caratterizzati mediante spettrometria di massa MALDI-TOF.
- Sono stati caratterizzati dei copolimeri a blocchi PEG-PPG-PEG e sono state determinate le
caratteristiche chimico-fisiche delle loro soluzioni in metil-tetraidrofurano.
- E' stato progettato e sintetizzato un copolieteresolfone con terminali ossidrilici ed epossidici da
utilizzare come adesivo polimerico ad alta prestazione per assemblaggi in microelettronica
(soprattutto nella tecnologia COC).
- E' stata avviata la sintesi di nuovi derivati porfirinici elettronricchi da utilizzare nel campo della
sensoristica molecolare.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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Principali collaborazioni
1.CNR - Istituto di Microelettronica e Microsistemi (Catania).
2.CNR - Istituto per i Processi Chimico-Fisici (Messina).
3.CNR - Istituto per lo Studio delle Macromolecole (Milano, Genova).
4.CNR - Istituto per la Sintesi Organica e la FotoreattivitГ (Bologna).
5.UniversitГ di Bologna, Dipartimento di Chimica.
6.UniversitГ di Genova, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale.
7.UniversitГ di Catania, Dipartimento di Scienze Chimiche.
8.UniversitГ di Catania, FacoltГ di Ingegneria.
9.UniversitГ di Brescia, Dipartimento di Chimica e Fisica per l'Ingegneria e per i Materiali.
10.UniversitГ di Siena, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche e dei Biosistemi.
11.UniversitГ di Palermo, Dipartimento di Ingegneria Chimica.
12.Polymer Institute, Slovak Academy of Sciences, Bratislava, Slovacchia.
13.Research Laboratory for Inorganic Chemistry, Hungarian Academy of Science, Budapest,
Ungheria.
14.Centre of Molecular and Macromolecular Science, Institute of Polymer Chemistry, - Polish
Academy of Science, Polonia.
15.Royal Insitute of Technology, Stoccolma, Svezia.
16.Max Planck Institute, Mainz, Germania.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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totale
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personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging
e riciclo
Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per
applicazioni funzionali e strutturali
Progettazione Molecolare
AVELLA MAURIZIO
Risultati conseguiti
Linea 1
Realizzazione di sistemi multicomponenti a matrice PET per applicazioni nel settore del packaging
alimentare
E'stata messa a punto una strategia di compatibilizzazione per la realizzazione di nanocompositi a
matrice PET con nanoparticelle di carbonato di calcio. Tale strategia ГЁ consistita nella sintesi di
opportuni agenti interfacciali ottenuti modificando i gruppi terminali del PET mediante inserzione di
gruppi anidridici. I materiali nanostrutturati sono stati realizzati mediante miscelazione reattiva nel
fuso variando la percentuale aggiunta di nanoparticelle e di agente interfacciale. Sono stati inoltre
realizzati nanocompositi a matrice PET utilizzando nanoparticelle sferiche ed allungate di carbonato
di calcio la cui superficie risulta ricoperta da acidi grassi.
L'analisi morfologica effettuata sulle superfici di frattura ha consentito di identificare la migliore
strategia di compatibilizzazione. In particolare, nel caso di nanoparticelle modificate con acidi grassi
sebbene il coating organico consente di migliorare la dispersione delle nanocariche nella matrice
polimerica, risultano ancora evidenti zone di agglomerazione. Un'omogenea e puntuale distribuzione
delle nanoparticelle ГЁ stata osservata invece nel caso dei nanocompositi realizzati mediante
l'aggiunta dell'agente interfacciale. Inoltre, le nanocariche appaiono ben ricoperte ed adese alla
matrice polimerica. Quindi, la presenza dell'agente interfacciale risulta la strategia piГ№ efficace per il
controllo e l'ottenimento di una morfologia nanostrutturata.
Linea 2
Riciclo di scarti di produzione di Tetrapak per la realizzazione di sistemi multicomponenti
Sono state messe a punto opportune strategie di compatibilizzazione per la realizzazione di
compositi contenenti scarti di produzione di Tetrapak con matrici biodegradabili (PCL e PLLA) e
polietilene. E' stata inoltre messa a punto una metodica ecosostenibile per la preparazione di
schiume idrosolubili contenenti percentuali variabili di Tetrapak e polivinilalcol per applicazione nel
settore dell'imballaggio secondario. Tale metodica, simulante il processo overrun, consente di
ottenere una struttura porosa senza l'ausilio di agenti schiumogeni e di reazioni chimiche. Infine,
sono stati realizzati materiali compositi a base malte e/o calcestruzzi con diverse quantitГ di
Tetrapak.
Linea 3
Realizzazione di nanocompositi a matrice polimerica a basso impatto ambientale
L'attivitГ di ricerca si ГЁ incentrata sulla funzionalizzazione di nanoparticelle inorganiche per la
realizzazione di nanocompositi a matrice biocompatibile, quale polimetilmetacrilato (PMMA) e
policarbonato (PC). In particolare le nanoparticelle sono state funzionalizzate utilizzando come
modificanti di superficie
polimeri di natura gommosa. Tale scelta si ГЁ basata sulla possibilitГ non solo di migliorare la
compatibilitГ tra le fasi, a seguito dell'idrofobizzazione delle superfici inorganiche, ma di trasferire le
proprietГ intrinseche (elastiche) di suddetto modificante attraverso l'interfaccia al nanocomposito. I
nanocompositi sono stati preparati mediante polimerizzazione in situ, utilizzando diverse percentuali
di nanoparticelle modificate e per confronto di nanoparticelle tal quali. E' stata poi effettuata l'analisi
morfologica sulle superfici di frattura al fine di valutare la dispersione delle nanocariche nella
matrice polimerica. Tale analisi ha consentito di verificare che la presenza di un coating organico
sulla superficie delle nanocariche migliora la compatibilitГ tra la matrice polimerica e la fase
nanometrica che risulta, così, omogeneamente dispersa e distribuita.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
COBARR S.p.A.(gruppo industriale Mossi&Ghisolfi, MG);
SocietГ Generale per l'Industria della Magnesia S.p.A.;
Gruppo Solvay, Giraud,Francia;
Regione Sicilia;
Istituto di Struttura della Materia (ISM-CNR),Tor Vergata (Roma);
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Ingegneria dei Materiali e della Produzione;
UniversitГ di Napoli "Federico II", Dip. di Chimica;
UniversitГ di Salerno, Dipartimento di Chimica
Istituto di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Montelibretti (Roma);
Division of Manufacturing and Infrastructure Technology - CSIRO, AUSTRALIA
TNO Industrial Technology, Eindhoven, THE NETHERLANDS;
Faculty of Technology and Metallurgy, University of Skopje, MAcedonia;
Cidemco, Centro de investigacion Tecnologica, Azpetia, SPAGNA;
Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB-CNR), Pozzuoli (Na);
Fondazione Plart, Napoli
Perkin Elmer S.p.A., USA
A&T S.p.A., Lecce
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ICTP_022
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progetto agroalimentare, ambiente e salute
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile
Progettazione Molecolare
CARFAGNA COSIMO
Risultati conseguiti
Nelle bucce dell'uva sono presenti notevoli quantitГ di
antocianine, responsabili del colore rosso intenso del frutto,e tannini.
Le antocianine sono dei polifenoli e hanno effetto antiossidante e
sono quindi assai benefiche nella dieta umana. L'unitГ funzionale degli antociani (aglicone) ГЁ il
nucleo di flavone. In natura il nucleo di flavone ГЁ glicosilato, legato ad uno zucchero da un legame
semiacetalico. In alcuni casi gli zuccheri sono acilati con gruppi acilici derivanti dall'acido acetico o
da uno dei 4 acidi cinnamici: p-cumarico,
ferulico, sinapico, caffeico. Gli antociani conferiscono all'uva, al vino e alla vinaccia la caratteristica
colorazione rossa.
Commercialmente vengono vendute con il nome di enocianina. Il cui contenuto in antociani puГІ
andare da 0,3 a 4 g per 100 g di prodotto.
Anche i tannini sono molecole polifenoliche che hanno la tendenza a combinarsi con proteine,enzimi
ed altri polimeri, e si ritrovano in particolare nei raspi, nelle bucce (quelli ad alto peso
molecolare), e nei vinaccioli (quelli a basso peso molecolare). Sono antiossidanti, e sono
raggruppati in due classi: idrolizzabili e condensati. Della prima classe fanno parte i tannini che
hanno carattere di estere e possono essere idrolizzati per via acida ed enzimatica: appartengono a
questo gruppo i polifenoli gallici che per idrolisi talvolta danno oltre al glucide, di solito glucosio,
acido protocatechico. I tannini condensati invece sono costituiti da due o piГ№ unitГ flavaniche
(catechina, epicatechina, etc.) unite fra loro da legami C-C che non sono idrolizzabili. Nelle uve e
nei vini sono presenti soprattutto i tannini condensati.
Le tecniche di disgregazione dei tessuti vegetali prevedono attualmente l'utilizzo di trattamenti
chimici (acidi, basi, solfito etc.), e quelle di estrazione della componente fenolica dalle matrici
vegetali ed in particolare da vinacce e vinaccioli, oggi sono essenzialmente basate su estrazioni
con solventi organici come il metanolo, l'etanolo o l'acetone oppure attraverso tecniche costose
come i fluidi supercritici.
L'impiego di questi estratti ГЁ stato preliminarmente testato su polietilene grado film. Il polietilene ГЁ il
polimero da imballaggio piГ№ diffuso nelle sue forme di bassa, media, alta densitГ e lineare.
Utilizzando un Polietilene di bassa densitГ (LDPE)sono stati additivati quantitГ di biofenoli estratti
fino al 30 %. L'additivazione ГЁ stata effettuata in estrusore monovite con testa per filmatura in bolla.
I tests hanno dimostrato che ГЁ possibile aggiungere fino al 20 % senza registrare influenze
negative sulla formazione della bolla. A contenuti maggiori si osserva una certa tendenza alla
reticolazione, e quindi alla perdita delle proprietГ viscoelastiche, del film, molto probabilmente a
causa della presenta di composti vinilici insaturi che fungono da reticolante. Questo risultato apre
comunque una finestra su ulteriori utilizzi industriali degli estratti naturali, qd esempio nella
reticolazione di polietilene per usi nelle tubazioni.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
La principale collaborazionein atto ГЁ con il Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione
dell'UniversitГ Federico II di Napoli per lo studio degli effetti dell'additivazione sulle proprietГ di
fotostabilizzazione e di barriera.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
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Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di
patologie congenite, tumorali e infiammatorie.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la
terapia di patologie congenite, tumorali e infiammatorie.
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
GAROZZO DOMENICO
Risultati conseguiti
E' stato investigato lo stato di glicosilazione di biomarcatori glicoproteici presenti in fluidi biologici
quali siero o palsma in forme diverse di patologie dovute a disordini congeniti della glicosilazione:
CDG-I, CDG-II (difetti di glicosilazione primari), galattosemia e fruttosemia (difetti di glicosilazione
secondari).
La caratterizzazione strutturale di tali biomarcatori si ГЁ rivelata utile nella nelle diagnosi ed nel
monitoraggio delle eventuali terapie e ci ha consentito di individuare un nuovo difetto enzimatico in
uno dei passagi del lungo processo biosintetico degli N-glicani. La metodologia ГЁ stata applicata
inoltre allo studio di malattie acquisite note per presentare un difetto secondario della glicosilazione,
quali patologie infiammatorie dovute a sepsi.
La metodica da noi applicata per studiare il proteoma lacrimale ci ha consentito di identificare in
un'unica separazione cromatografica fino a 19 proteine e, tra queste, due sono state individuate
per la prima volta nella lacrima umana (NMD3A e MKNK2). Questi risultati indicano chiaramente
che la tecnica LC-MALDI MS/MS ГЁ efficace nella caratterizzazione del proteoma della lacrima
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Napoli, UniversitГ di Catania, UniversitГ di Messina, UniversitГ di Trieste, UniversitГ della Calabria, UniversitГ di Avellino.
Catholic University of Leuven, Belgium. Mayo Clinic, MN USA. HГґpital Bichat, Paris. University of
Nijmegen, University of ZГјrich. Institut de BioquГ­mica ClГ­nica, Barcelona. Universidad Nacional de
CГіrdoba,Argentina.
Institute of Child Health, London.
Euroglycanet: CA 6th Framework Program contract number LSHM-CT2005-512131
Consortium for Functional Glycomics (CFG)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e caratterizzazione in silico
di materiali polimerici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e
caratterizzazione in silico di materiali polimerici
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse
biologico e tecnologico
Progettazione Molecolare
CRESCENZI ORLANDO
Risultati conseguiti
Sul fronte dello sviluppo metodologico, i risultati di maggiore rilievo riguardano la messa a punto di
protocolli "misti", in cui viene utilizzata una descrizione quantomeccanica (QM) per la regione in cui
ГЁ primariamente localizzato il fenomeno (spettroscopico) di interesse, mentre l'influenza delle altre
regioni del sistema viene introdotta con livelli computazionalmente meno dispendiosi. Oltre a regioni
descritte con campi di forza classici (livello meccanico-molecolare, MM), ГЁ particolarmente
vantaggiosa l'utilizzazione di "layers" continui, basati sul modello del continuo polarizzabile (PCM):
gli algoritmi corrispondenti sono abbastanza vicini ai modelli ad elementi finiti, ampiamente diffusi
nell'ingegneria dei materiali; comunque, il protocollo complessivo si presta all'introduzioni anche di
livelli differenti (ad es. di "coarse-graining").
L'estensione di questi approcci alla simulazione dinamica ГЁ molto facilitata se si ricorre ad una
formulazione lagrangiana estesa: piuttosto che l'usuale approccio Car-Parrinello, che utilizza nella
descrizione del "core" QM set di base di onde piane, e quindi implementa condizioni periodiche al
contorno, nel corso del progetto l'attenzione ГЁ stata focalizzata sullo schema "Atom Centered
Density Matrix Propagation", compatibile con "basis set" gaussiani e con l'utilizzazione di condizioni
al contorno non periodiche. L'integrazione di questo modello QM con altri "layers" MM e PCM ГЁ
stata realizzata presso il Dipartimento di Chimica "Paolo Corradini" dell'UniversitГ di Napoli Federico
II, e ha dato luogo ad un protocollo computazionale efficace e versatile per la simulazione dinamica
"mista", particolarmente adatto alla caratterizzazione accurata di fenomeni strutturali (ad es. effetti
di microsolvatazione) e spettroscopici.
Questo modello, insieme con numerosi altri "tools" teorici, ГЁ stato ampiamente utilizzato per lo
studio di vari sistemi di interesse scientifico e/o applicativo, che spaziano da semplici molecole
organiche, a intermedi biosintetici dei polimeri melanici, fino a macromolecole biologiche, esaminati
sotto l'aspetto delle spettroscopie elettroniche, vibrazionali e magnetiche.
Per quel che riguarda la sperimentazione "grid", ГЁ stata impostata dal punto di vista tecnologico la
configurazione del nodo CNR-Village di Napoli.
I risultati scientifici sono stati oggetto di varie pubblicazioni su riviste internazionali di alto impatto, e
di numerose comunicazioni a congressi:
- M. Di Valentin, S. Ceola, G. Agostini, G.M. Giacometti, A. Angerhofer, O. Crescenzi, V. Barone, D.
Carbonera. BBA Bioenergetics (2008), 1777(3), 295-307.
- M. d'Ischia, O. Crescenzi, A. Pezzella, M. Arzillo, L. Panzella, A. Napolitano, V. Barone.
Photochem. Photobiol. (2008), 84(3), 600-607.
- J. Bloino, M. Biczysko, O. Crescenzi, V. Barone. J. Chem. Phys. (2008), 128(24), 244105/1-15.
- M. Della Greca, M.R. Iesce, L. Previtera, M. Rubino, V. Barone, O. Crescenzi. J. Photochem.
Photobiol. A (2008), 199(2-3), 353-357.
- P. Manini, L. Capelli, M. Arzillo, O. Crescenzi, A. Napolitano, V. Barone, M. d'Ischia, J. Org. Chem.
(2008), 73(19), 7517-7525.
- A. Pezzella, L. Panzella, O. Crescenzi, A. Napolitano, S. Navaratnam, R. Edge, E.J. Land, V.
Barone, M. d'Ischia. In preparazione.
Prodotti della ricerca (2008)
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Principali collaborazioni attive durante questo periodo:
- IPCF-CNR, Pisa: Calcolo degli integrali di Franck-Condon (struttura vibrazionale degli spettri ottici
di molecole medio-grandi, anche in ambienti complessi).
- IBB-CNR, Napoli: Stati eccitati in soluzione (calcolo di spettri di fluorescenza).
- Dipartimento di Chimica "Paolo Corradini", UniversitГ di Napoli Federico II: Metodi dinamici
innovativi basati su protocolli "misti"; calcolo di parametri magnetici; calcolo di spettri elettronici.
- Dipartimento di Chimica Organica e Biochimica, UniversitГ di Napoli Federico II: Studio integrato
sperimentale / computazionale di precursori biosintetici dei polimeri melanici (di interesse sia
biochimico che tecnologico).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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AttivitГ RSTL
Sviluppo di nuove metodologie per la preparazione di nanocompositi a base di poliolefine
Responsabile:
CIMMINO SOSSIO
Risultati conseguiti
L'analisi della morfologia al SEM, delle proprietГ termiche (DSC) e dinamico-meccaniche (DMTA)
hanno indicato completa miscibilitГ tra iPP e TR100: la Tg dell'iPP aumenta col resina; ciГІ ГЁ positivo
ed utile per la produzione di film per imballaggio (minore permeabilitГ a temperatura ambiente). Lo
studio morfologico (al SEM) sui compositi binari iPP/clay (97/3) ha rivelato, come atteso,
incompatibilitГ fra la poliolefina e clay; anche se agglomerati delle nanoparticelle sono ben visibile ed
omogeneamente distribuite nella matrice, la morfologia del composito con Dellite 67G risulta meno
grossolana. Il risultato interessante ed importante si ГЁ ottenuto, quando al composito binario ГЁ stato
aggiunto 10% di resina Necires TR100: le particelle di clay non sono piГ№ visibile, anche ad alti
ingrandimenti. La resina risulta efficace nel disperdere le nanoparticelle nella matrice propilenica.
Questo effetto della resina sulla morfologia ha riscontro positivo sulle proprietГ barriera al vapore
acqueo. Il migliore risultato si ottiene con film di miscele iPP/TR100 con 3% di Dellite 67G, la cui
permeabilitГ diminuisce del 70% rispetto al valore del film di solo iPP.
Prodotti della ricerca (2008)
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
L'attivitГ ГЁ stata effettuata con collaborazioni interne ed esterne al CNR. Quelle esterne sono:
i) Laviosa Chimica Mineraria SpA di Livorno che ha fornito argille (Dellite HPS e Dellite 67G);
ii) Neville Chemical Europe BV (Olanda), produttore della resina Necires TR100;
iii) Lapisud sas (Italia), distributore per l'Italia dei prodotti Neville;
Il personale CNR, con i relativi mesi dedicati alla ricerca, sono stati:
Sossio Cimmino, mesi 4; Clara Silvestre, mesi 3; Donatella Duraccio, mesi 3.
Lo studio della struttura dei nanocompositi (per determinare il grado di esfoliazione raggiungibile
nella matrice poliolefinica), da effettuare mediante utilizzo dei raggi-x a basso angolo, verrГ svolto
con apparecchiatura presente presso il Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ degli Studi di Napoli
"Federico II", professore Claudio De Rosa.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Principali risorse strumentali utilizzate
L'attivitГ di ricerca ha richiesto l'utilizzo di diverse apparecchiature e risorse strumentali presenti
presso l'istituto, le pГ№ importanti sono: 1) Miscelatore Rheocord della Haake provvisto di sistema di
raffreddamento per l'ottenimento delle leghe polimeriche nel fuso che garantisce ottima
miscelazione e tempi rapidi per il raffreddamento dal fuso e quindi riduzione della degradazione
termica. 2) DMTA della Polymer Laboratories che ha permesso di determinare le proprietГ meccanico-dinamiche; 3) Microscopio elettronico a scansione; risorsa strumentale essenziale per
la determinazione della morfologia delle leghe; esso ha permesso di determinare il grado di
dispersione delle particelle di clay e la completa compatibilitГ della resina con la matrice poliolefinica;
3) WAXD (raggi-X ad alto angolo) ГЁ servita sia per la determinazione della struttura cristallina del
polipropilene, sia per rilevare la presenza di diverse forme cristalline dovute alla presenza di
particelle di clay, sia per la determinazione del grado di cristallinitГ dei materiali; 4) Apparecchiatura
strumentale Instron per la determinazione del modulo elastico e dei parametri tensili a punto di
rottura; 5) Permeabilimetro Multiperm per la determinazione della permeabilitГ al vapore acqueo di
film dei compositi preparati mediante pressofusione nel fuso.
Copolimeri alogenati innovativi per applicazioni elettroottiche
Responsabile:
LAURIENZO PAOLA
Risultati conseguiti
E' stata studiata la reazione di aggraffaggio chimico di cromofori recanti gruppi amminici secondari
(P1) sui gruppi epossidici del copolimero clorostirene-glicidilmetacrilato (poly CS-GMA). La reazione
ГЁ stata condotta a temperatura ambiente in dimetilformammide (DMF), e il rapporto molare nel feed
tra anelli epossidici nel poli(CS-GMA) e cromoforo P1 ГЁ stata fissata a 2, per assicurare che il
polimero modificato conservi un numero di gruppi glicidile liberi tale da garantire la reticolazione
fotochimica. Dopo 24 ore di reazione, il polimero ГЁ stato recuperato per precipitazione in metanolo e
purificato tramite dissoluzione in CHCl3 e riprecipitazione in metanolo, al fine di eliminare cromoforo
non reagito.
Le analisi FTIR ed NMR hanno confermato l'avvenuta reazione. Inoltre misure di swelling su film
fotoreticolati secondo procedure standard note hanno evidenziato che il polimero modificato ГЁ in
grado di reticolare, indicando che la presenza dei gruppi innestati non pregiudica la capacitГ di
fotoreticolazione dei gruppi epossidici liberi. Questa strategia infatti permette, in linea di principio, di
ancorare quantitГ predeterminate e quanto si voglia elevate di cromoforo.
L'analisi termica ha evidenziato che il copolimero contenente il cromoforo innestato mostra un
aumento sia della temperatura di transizione vetrosa, dovuta all'incorporazione di gruppi laterali
rigidi, sia della stabilitГ termoossidativa.
Il nuovo copolimero ГЁ stato impiegato per preparare guide d'onda planari mediante tecnica di spincoating caratterizzate da spessori differenti, adatte per applicazioni in vari campi di interesse come
la fotonica e il settore delle telecomunicazioni, devices elettroottici e sensori. E' in corso una
caratterizzazione ottica delle guide d'onda tramite la tecnica m-line per la determinazione dell'indice
di rifrazione dei polimeri modificati .
La caratterizzazione preliminare, la processabilitГ e la struttura chimica dei polimeri modificati
indicano supportano il loro interesse come materiali per la preparazione di guide d'onda. Lo studio
sarГ successivamente ampliato alle proprietГ elettro-ottiche.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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Principali collaborazioni
Dr. Pasquale Mormile, Dr.ssa Lucia Petti - Istituto di Cibernetica "E. Caianiello", CNR; Prof. Antonio
Roviello – Dipartimento di Chimica, Università "Federico II" di Napoli; Dr. Mario Malinconico- ICTP,
CNR; Dr. Pierfrancesco Cerruti - ICTP,CNR.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Principali risorse strumentali utilizzate
BAGNO VISCOSIMETRICO
CALORIMETRO DIFFERENZIALE A SCANSIONE (DSC)
SPETTROMETRO DI MASSA MALDI-TOF
SPETTROMETRO DI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE CON MAGNETE DA 4.7 TESLA
SPETTROMETRO FTIR
STUFA DA VUOTO
TERMOGRAVIMETRIA (TGA)
Metodologie avanzate di calcolo come strumento interpretativo per l'analisi vibrazionale di
polimeri di interesse tecnologico.
Responsabile:
MUSTO PELLEGRINO
Risultati conseguiti
Come molecola modello per lo studio dello spettro vibrazionale dell'UP si ГЁ identificato il DEF.
Questa molecola riproduce un singolo tratto di catena dell'UP, a parte la sostituzione metilica sul
CH2 legato all'ossigeno. L'utilizzo del DEF come modello si giustifica per la sua elevata simmetria,
che semplifica notevolmente il problema vibrazionale, e per il fatto che le vibrazioni
conformazionalmente sensibili sono localizzate nell'intorno del doppio legame carbonio-carbonio, e
quindi poco o per nulla influenzate da una sostituzione metilica sul CH2. In letteratura si ГЁ ipotizzato,
sulla base di misure spettroscopiche, che il DEF cristallizza (Tm = 5В°C) nella forma trans-trans che
ГЁ quella di minima energia. Per confermare questi dati preliminari e per ottenere i dati geometrici
necessari, ГЁ stata condotta un'analisi conformazionale con il metodo della Meccanica Molecolare. E'
stata determinata la superficie Energia Potenziale in funzione degli angoli di torsione tau1 e tau2,
impiegando il campo di forze MM2. La mappa di livello così ottenuta evidenzia i minimi della
superficie potenziale esaminata e dimostra l'esistenza di due conformeri stabili, uno con tau1 e tau2
= 0В° (trans-trans) e l'altro con tau2 = 0В° e tau1 = 180В° (trans-cis). La barriera energetica tra questi
minimi ГЁ di 2.2 kcal/mol, e l'analisi correttamente prevede che il conformero piГ№ stabile (presente
nella forma cristallina) ГЁ il trans-trans. Sono stati raccolti gli gli spettri FTIR e Raman del DEF in
forma cristallina (T = -10В°C). Essi corrispondono a quelli del conformero trans-trans, a parte gli
effetti del campo cristallino (crystal-field splitting) che sono forti nel presente caso e complicano
ulteriormente l'analisi. L'interpretazione completa di tali spettri consente di identificare i picchi
caratteristici del conformero trans-trans e, per confronto, l'individuazione delle piГ№ importanti bande
conformazionalmente sensibili. La geometria trans-trans ottenuta dall'analisi conformazionale ГЁ
stata utilizzata come punto di partenza per una minimizzazione ab-initio col metodo del Funzionale
della DensitГ (DFT), utilizzando il funzionale B-P86 e il set di base 6-31G*. La scelta di questa
particolare model chemistry ha rappresentato un compromesso ottimale tra accuratezza e costo
computazionale. E' stata calcolata analiticamente la matrice F, che insieme ai dati geometrici
(matrice G) consente il calcolo dei modi normali di vibrazione in termini di frequenze (eigenvalues) e
di spostamenti dalla configurazione di equilibrio (eigenvectors). L'analisi ГЁ stata condotta in termini
di coordinate interne naturali secondo Decius (stretching, bending out-of–plane bending e torsioni)
che assicurano la massima trasferibilitГ e il piГ№ realistico significato delle costanti di forza ottenute.
L'analisi vibrazionale sin qui descritta ha consentito una interpretazione quantitativa degli spettri IR e
Raman del DEF, con l'assegnazione di tutti i picchi ai relativi modi normali. Il confronto tra gli spettri
sperimentali IR e Raman del DEF e dell'UP ha confermato la validitГ della scelta della molecola
modello ГЁ ha permesso di assegnare la quasi totalitГ dei picchi osservati all'IR e al Raman per l'UP,
ai rispettivi modi normali di vibrazione.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Prof. Leno Mascia, Institute of Polymer Technology and Materials Engineering, University of
Loughborough, Loughborough, UK. Prof. G. Guerra, Dipartimento di Chimica, UniversitГ di Salerno.
Prof. V. Barone, Prof. O. Crescenzi, UniversitГ "Federico IIВ°" Napoli
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Dottorando e
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Principali risorse strumentali utilizzate
Spettroscopia Molecolare
В·Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer mod. System 2000 con microscopio IR mod. Autoimage
В·Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer mod. Spectrum GX
В·Spettrometro FT-Raman Nicolet Nexus 670
.Spettrometro Raman confocale Jobin-Yvon, Mod. Labram-Aramis
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Brevetti
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P. Mineo, E.Scamporrino, R. Alicata, D.Vitalini - Copolieteresolfoni-epossidati termoindurenti autocatalizzati: preparazione ed uso come colle isolanti ad alta prestazione per assemblaggi in
microelettronica.
Pignatello R., Panto' V., Puglisi G., Ballistreri A., Impallomeni G. - Derivati anfifi lici del
oliossietilenglicole (peg), procedimento di preparazione e loro usi nella preparazione di sistemi
farmaceutici.
Ballistreri A., Impallomeni G., Carnemolla G. M., Guglielmino S.P. P., Nicolo' M. S., Cambria M. G.
- Produzione di plastica biodegradabile da olio di Brassica carinata ad alto contenuto di acido
erucico e da acidi grassi a catena molto lunga.
Articoli ISI
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M. S. Montaudo - A review on aromatic poly(ester-carbonate)s and transesterification resistant
polyesters - E-POLYMERS, Vol. , Pagg. M. Raimo - Analysis of layer-by-layer phase transformation of a copolyoxymethylene copolymer
film - ACTA MATERIALIA, Vol. 56, Pagg. 4217-4225
N.C.Nsibu, J.Jaeken, H.Carchon, M.Mampunza, L.Sturiale, D.Garozzo, M.N.L.Mashako,
M.P.Tshibassu - Clinical and biochemical features in a Congolese infant with congenital disorder
of glycosylation (CDG)-IIx - EUROPEAN JOURNAL OF PAEDIATRIC NEUROLOGY, Vol. 12,
Pagg. 257-261
R.Barone, L.Sturiale, V.Sofia, A.Ignoto, A.Fiumara, G.Sorge, D.Garozzo, M.Zappia - Clinical
phenotype correlates to glycoprotein phenotype in a sib pair with CDG-Ia - AMERICAN
JOURNAL OF MEDICAL GENETICS PART A, Vol. 146A, Pagg. 2103-2108
S.Carroccio, P.Rizzarelli, G.Scaltro, C.Puglisi - Comparative investigation of photo- and thermaloxidation processes in poly(butylene terephthalate) - POLYMER, Vol. 49, Pagg. 3371-3381
L. Calandrelli, A. Calarco, P. Laurienzo, M. Malinconico, O. Petillo, G. Peluso - Compatibilized
polymer blends based on PDLLA and PCL for applications in bioartificial liver BIOMACROMOLECULES, Vol. 9, Pagg. 1527-1534
Z. M. Elimat, A. M. Zihlif, G. Ragosta - DC Electrical Conductivity of Poly (methyl Methacrylate)/
Carbon Black Composites at Low Temperatures - JOURNAL OF MATERIALS SCIENCEMATERIALS IN ELECTRONICS, Vol. 19, Pagg. 1035-1038
G. Gomez d!Ayala, P. Laurienzo, M. R. Nobile, V. Pirozzi, E. Somma - Development and
rheological investigation of novel alginate/N-succinylchitosan hydrogels - JOURNAL OF
POLYMER SCIENCE PART B-POLYMER PHYSICS, Vol. 46, Pagg. 1167-1182
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G. Romeo, G. Filippone, A. Fernandez-Nieves, P. Russo. D. Acierno - Elasticity and dynamics of
particle gels in non-Newtonian melts - RHEOLOGICA ACTA, Vol. 47, Pagg. 989-997
M. C. Righetti, E. Tombari, M. L. Di Lorenzo - Enthalpy-based determination of crystalline, mobile
amorphous and rigid amorphous fractions in isotactic polystyrene - EUROPEAN POLYMER
JOURNAL, Vol. 44, Pagg. 2659-2667
A.Molinaro, A.Silipo, C.De Castro, L.Sturiale, G.Nigro, D.Garozzo, M.L.Bernardini, R.Lanzetta,
M.Parrilli - Full structural characterization of Shigella flexneri M90T serotype 5 wild-type R-LPS
and its ”galU mutant: glycine residue location in the inner core of the lipopolysaccharide GLYCOBIOLOGY, Vol. 18, Pagg. 260-269
L. Antonelli, M. Ceccarelli, L. Carracciuolo, L. D'Amore, A. Murli - High Performance Edge
Preserving Restoration in 3D SPECT Imaging - PARALLEL COMPUTING, Vol. 34, Pagg.
115-132
Y.Herasimenka, P.Cescutti, C.E.Sampaio Noguera, J.R.Ruggiero, R.Urbani, G.Impallomeni,
F.Zanetti, S.Campidelli, M.Prato, R.Rizzo - Macromolecular properties of cepacian in water and
in dimethylsulfoxide - CARBOHYDRATE RESEARCH, Vol. 343, Pagg. 81-89
G. Gomez d!Ayala, M. Malinconico, P. Laurienzo - Marine Derived Polysaccharides For
Biomedical Applications: Chemical Modification Approaches - MOLECULES, Vol. 13, Pagg.
2069-2106
Mensitieri, G., Lavorgna, M., Larobina, D., Scherillo, G., Ragosta, G., Musto, P. - Molecular
mechanism of H2O diffusion into polyimides: A model based on dual mobility with instantaneous
local nonlinear equilibrium - MACROMOLECULES, Vol. 41, Pagg. 4850-4855
P. Cerruti, C. Carfagna, V. Ambrogi, A. Postiglione, J. Rychly, L. Matisova-Rychla Morphological and Thermal Properties of Cellulose-Montmorillonite Nanocomposites BIOMACROMOLECULES, Vol. 9(11), Pagg. 3004-3013
L.Sturiale, R.Barone, A.Palmigiano, C.N.Ndosimao, P.Briones, M.Adamowicz, J.Jaeken,
D.Garozzo - Multiplexed glycoproteomic analysis of glycosylation disorders by sequential yolk
immunoglobulins immunoseparation and MALDI-TOF MS - PROTEOMICS, Vol. 8, Pagg.
3822-3832
P. Musto, G. Ragosta, M. Abbate, G. Scarinzi - Photo-oxidation of High Performance Epoxy
Networks: Correlation between Molecular Mechanisms of Degradation and Viscoelastic and
Mechanical Response. - MACROMOLECULES, Vol. 41, Pagg. 5729-5743
M. Avella, G. Bogoeva-Gaceva, A. Bu"arovska, M.E. Errico, G. Gentile, A. Grozdanov - Poly
(lactic acid)-Based Biocomposites Reinforced with Kenaf Fibers - JOURNAL OF APPLIED
POLYMER SCIENCE, Vol. 108, Pagg. 3542-3551
L. E. Nita, A. P. Chiriac, S. Cimmino, C. Silvestre, D. Duraccio - Polymerization in magnetic field.
XVIII Influence of surfactant nature on the synthesis and thermal properties of poly(methyl
methacrylate) and poly[(methyl methacrylate) -co- (epoxypropyl methacrylate)] - POLYMER
INTERNATIONAL, Vol. 57, Pagg. 342-349
B. Dimzoski, G. Bogoeva Gaceva, G. Gentile, M. Avella, M.E. Errico, V. Srebrenkoska Preparation and characterization of poly(lactic acid)/rice hulls based biodegradable composites JOURNAL OF POLYMER ENGINEERING, Vol. 28, Pagg. 369-384
V. Srebrenkoska, G. Bogoeva Gaceva, M. Avella, M.E. Errico, G. Gentile - Recycling of
polypropylene-based eco-composites - POLYMER INTERNATIONAL, Vol. 57, Pagg. 1252-1257
V.Gargiulo, D.Garozzo, R.Lanzetta, A.Molinaro, L.Sturiale, C.De Castro, M.Parrilli - Rhizobium
rubiT: A Gram-Negative Phytopathogenic Bacterium Expressing the Lewis B Epitope on the
Outer Core of its Lipooligosaccharide Fraction - CHEMBIOCHEM, Vol. 9, Pagg. 1830-1835
G.Gattuso, A.Notti, A.Pappalardo, M.F.Parisi, I.Pisagatti, S.Pappalardo, D.Garozzo, A.Messina,
Y.Cohen, S.Slovak - Self-Assembly Dynamics of Modular Homoditopic Bis-calix 5 arenes and
Long-Chain a,w - Alkanediyldiammonium Components - JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY,
Vol. 73, Pagg. 72-7289
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P.Rizzarelli, C.Puglisi - Structural characterization of synthetic poly(ester amide) from sebacic
acid and 4-amino-1-butanol by matrixassisted laser desorption ionization time-of-flight/time-offlight tandem mass spectrometry - RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY,
Vol. 22, Pagg. 739-754
A. Silipo, C.De Castro, R.Lanzetta, A.Molinaro, M.Parrilli, G.Vago, L.Sturiale, A.Messina,
D.Garozzo - Structural characterizations of lipids A by MS/MS of doubly charged ions on a
hybrid linear ion trap/orbitrap mass spectrometer - JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY, Vol.
43, Pagg. 478-484
Z. M. Elimat, A. M. Zihlif, G. Ragosta - Study of AC Electrical Properties Aluminium-Epoxy
Composites - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 41, Pagg. 165408P.Finocchiaro, G.A.Consiglio, A.Imbrogiano, S.Failla, F.Samperi, S.Bazzano, C.Puglisi, G.Scaltro
- Synthesis and characterization of novel polyamides from new aromatic phosphonate diamine
monomer - EUROPEAN POLYMER JOURNAL, Vol. 44, Pagg. 2639-2651
D.Vitalini, E.Spina, S.Dattilo, P.Mineo, E.Scamporrino - Synthesis, Characterization, and
Nucleotidic Chain Cleavage Ability of Uncharged Water Soluble Poly(ethylene glycol)-Fullerene
Derivatives with an Amphiphilic Character - JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART APOLYMER CHEMISTRY, Vol. 46, Pagg. 2145-2153
A. Silipo, L.Sturiale, D.Garozzo, G.Erbs, T.Tandrup Jensen, R.Lanzetta, J.Maxwell Dow,
M.Parrilli, M.A.Newman, A.Molinaro - The Acylation and Phosphorylation Pattern of Lipid A from
Xanthomonas Campestris Strongly Influence its Ability to Trigger the Innate Immune Response
in Arabidopsis - CHEMBIOCHEM, Vol. 9, Pagg. 896-904
M. C. Righetti, M. L. Di Lorenzo, E. Tombari, M. Angiuli - The Low-Temperature Endotherm in
Poly(ethylene terephthalate): Partial Melting and Rigid Amorphous Fraction Mobilization JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 112, Pagg. 4233-4241
T.IeranГІ, A.Silipo, L.Sturiale, D.Garozzo, H.Brookes, C.M.Anjam Khan, C.Bryant, F.K.Gould,
P.A.Corris, R.Lanzetta, M.Parrilli, A.De Soyza, A.Molinaro - The structure and proinflammatory
activity of the lipopolysaccharide from Burkholderia multivorans and the differences between
clonal strains colonizing pre and posttransplanted lungs - GLYCOBIOLOGY, Vol. 18, Pagg.
871-881
M. L. Di Lorenzo, M. C. Righetti - The three-phase structure of isotactic poly(1-butene) POLYMER, Vol. 49, Pagg. 1323-1331
S.Saq!an, A. M. Zihlif, G. Ragosta - Thermal, Elastic and Electrical Properties of TalcPolypropylene Composite - JOURNAL OF THERMOPLASTIC COMPOSITE MATERIALS, Vol.
21, Pagg. 457-466
S. Saq!an, A. M. Zihlif, S. R. Al-Ani, G. Ragosta - Thermoelectric Power and AC Electrical
Properties of PAN- Based Carbon Fiber Composites - JOURNAL OF MATERIALS SCIENCEMATERIALS IN ELECTRONICS, Vol. 19, Pagg. 1079-1085
P. Laurienzo, M. Malinconico, G. Mazzarella, F.Petitto, N.Piciocchi, R. Stefanile, M.G. Volpe Water buffalo mozzarella cheese stored in Polysaccharide-based Gels: correlation between
prolonged shelf-life and physicochemical parameters - JOURNAL OF DAIRY SCIENCE, Vol. 91,
Pagg. 1317-1324
Articoli non ISI
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A. Bu"arovska, G. Bogoeva-Gaceva, A. Grozdanov, M. Avella, G. Gentile, M. E. Errico Potential use of rice straw as filler in eco-composite materials - Australian Journal of Crop
Science, Vol. 1(2), Pagg. 37-42
F.M. Vella, I. Romano, B. Immirzi, A. Gambacorta - Production of poly(hydroxyalkanoates) by
Halomonas pantelleriensis grown on glycerol from bio-diesel - Research and Review in
Polymers, Vol. , Pagg. -
3
M.Casolaro, Y.Ito, T.Ishii, S.Bottari, F.Samperi, R.Mendichi - Stimuli-responsive poly(ampholyte)s
containing L-histidine residues: synthesis and protonation thermodynamics of methacrylic
polymers in the free and in the cross-linked gel forms - Express Polymer Letters, Vol. 2, Pagg.
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Zampino D., Ferreri T., Puglisi C., Mancuso M., Zaccone R., Scaffalo R. - Ag-composites with
antimicrobial properties - IV International Conference on Times of Polymers (TOP) and
Composites, Ischia
A. Calarco, M Calvani, P Cerruti, P. Laurienzo, M. Malinconico, O. Petillo, G. Peluso - Controlled
delivery of plasmid DNA by cationic PCL based biomaterial - Polymer Processing Society (PPS)
24th Annual Meeting, Salerno, Italy
M. A. Basile, P. Cerruti, A. Gambacorta , G. Gomez d!Ayala , P. Laurienzo, M. Malinconico, F.
Vella, L. Dipasquale - DEVELOPMENT OF NOVEL POLYMER MATRICES FOR
BIOTECHNOLOGICAL HYDROGEN PRODUCTION - Polymer Processing Society (PPS) 24th
Annual Meeting, Salerno, Italy
P. Persico, V. Ambrogi, P. Cerruti, I. Ferrocino, G. Mauriello, C. Carfagna - ESSENTIAL OILS in
NANOCOMPOSITE POLYMER FILMS for ACTIVE PACKAGING - Nanotech 2008Nanotechnology for Industry 2015 International Meeting, Venezia
M. C. Righetti, E. Tombari, M. L. Di Lorenzo - Enthalpy-based determination of crystalline, mobile
amorphous and rigid amorphous fractions in semicrystalline polymers by TMDSC - 10th
Lähnwitzseminar on Calorimetry, Warnemunde, Rostock (Germany)
B. Immirzi - L!imballaggio ecosostenibile a base di prodotti da fonti rinnovabili - XXI Congresso
Internazionale Ordine Biologi, Loano (SV)
L. Sturiale, R. Barone, A. Messina, A. Palmigiano, D. Garozzo - Multiplexed glycoproteomic
analysis of glycosylation disorders by sequential IgY immunoseparation and MALDI TOF MS Multiplexed glycoproteomic analysis of glycosylation disorders by sequential IgY
immunoseparation and MALDI TOF MS, Arcavacata di Rende (CS)
L. Sturiale, R. Barone, A. Messina, A. Palmigiano, D. Garozzo - Multiplexed glycoproteomic
analysis of glycosylation disorders by sequential IgY immunoseparation and MALDI TOF MS Atti del XI convegno-scuola sulla chimica dei carboidrati, Certosa di Pontignano- Siena
Mensitieri G., Lavorgna M., Scherillo G. Ragosta G. Musto P. - On the mechanism of mass
transport of low molecular weight compounds in polyimides: Modelling and 2D-FTIR analysis IVth International Conference on Times of Polymers (TOP) and Composites., Ischia( Naples),
Italy
M. Avella, M.E. Errico, G. Gentile - Opportunita' di riciclo di materiali a base cellulosica per
applicazioni in edilizia ecosostenibile - , Gargnano (BS)
M. L. Di Lorenzo, P. Sajkiewicz, A. Gradys, P. La Pietra - Optimization of melting conditions of
poly(3-hydroxybutyrate) - IV International Conference Times of Polymers (TOP) and
Composites, Ischia (NA)
G. Ragosta, P. Musto, M. Abbate, G. Scarinzi - Photo-Aging of High Performance Epoxies:
Spectroscopic, Mechanical and Dynamic-mechanical Investigations - IVth International
Conference on Times of Polymers (TOP) and Composites, Ischia( Naples), Italy
E. Di Pace, G. Gomez d!Ayala, P. Laurienzo, M. R. Nobile, D. Pantalena, E. Somma - Preparation
and characterization of Polycaprolactone (PCL) modified by insertion of functional groups Polymer Processing Society (PPS) 24th Annual Meeting, Salerno, Italy
F.Samperi, C. Puglisi - Reactive melt mixing of PEN/PC blends - XVII Congresso Nazionale di
Chimica Industriale, Energia, materiali e prodotti da tecnologie e processi eco-sostenibili, Genova
S.Battiato, F.Samperi, C.Puglisi - Structural and chemical characterization of melted PET/MXD6
blends - XVII Congresso Nazionale di Chimica Industriale Energia, materiali e prodotti da
tecnologie e processi eco-sostenibili, Genova
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M. L. Di Lorenzo, M. C. Righetti - The 3-phase structure of isotactic poly(1-butene) - 10th
Lähnwitzseminar on Calorimetry, Warnemunde, Rostock (Germany)
A. Murli, V. Boccia, L. Carracciuolo, L. D'Amore, G. Laccetti, M. Lapegna - The MedIGrid PSE in
an LCG/gLite environment - ISPA 2008 - IEEE International Symposium on Parallel and
Distributed Processing with Applications,
A. Murli, V. Boccia, L. Carracciuolo, L. D'Amore, G. Laccetti, M. Lapegna - The MedIGrid PSE in
an LCG/gLite environment - International Symposium on Parallel and Distributed Processing with
Applications,
M. C. Righetti, E. Tombari, M. L. Di Lorenzo - The low temperature endotherm in poly(ethylene
terephthalate): Partial melting and rigid amorphous fraction mobilization - XXX National Congress
on Calorimetry, Thermal Analysis and Chemical Thermodynamics, Pisa
Libri
1
M. Malinconico, B. Immirzi, G. Santagata, E. Schettini, G. Vox, G. Scarascia Mugnozza - An
overview on innovative biodegradable materials for agricultural applications - Progress in
Polymer Degradation and Stability Research, Herbert W. Moeller,
Rapporti
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Garozzo D., Palmigiano A., Mazzola E. - Analisi proteomica, mediante spettrometria di massa, di
campioni di lacrima
L. Carracciuolo, M. Gelli - Integrazione di risorse per il calcolo ad alte prestazioni nella griglia
computazionale del progetto SCoPE
Ferreri T., Zampino D. - Materiali bituminosi modificati con polietilene di riciclo per la produzione
di manufatti e conglomerati per pavimentazione
Ferreri T., Zampino D. - Nano e microcompositi polimerici per la realizzazione di cateteri
antimicrobici a breve e a lunga durata
L. Carracciuolo, M. Gelli, D. Romano - Registrazione ed integrazione di una Virtual Organization
per la Scienza dei Materiali nell'infrastruttura di EGEE/LCG
Ferreri T., Zampino D. - Studio di materiali bituminosi modificati con polimeri per la produzione di
manufatti e conglomerati per pavimentazione
Ferreri T., Zampino D. - Studio di materiali polimerici con proprietГ antimicrobiche mediante
processi di miscelazione e di coating superficiale
Ferreri T., Puglisi C., Zampino D. - Studio e sviluppo di un nuovo prodotto PVC free, con l!utilizzo
di un materiale polimerico alternativo, a maggiore attrattivitГ per il mercato del nord Europa
Garozzo D., Palmigiano A., Mazzola E. - Uso della tecnica di spettrometria di massa nell!analisi di
campioni di origine farmaceutica o biologica
Risultati progettuali
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M. AVELLA - ANTONPLAST
Puglisi C. - Bionetwork - Sistema integrato per il trasferimento di conoscenze e per il sostegno
tecnico ed organizzativo alle PMI delle regioni italiane del Mezzogiorno
P. MUSTO - Caratterizzazione con tecniche di spettroscopia vibrazionale del processo di
migrazione di sostanze a basso peso molecolare in gomme per pneumatici
Garozzo D. - Convenzione per analisi proteomica, mediante spettrometria di massa, di campioni
di lacrima e per analisi chimico-analitiche di campioni di tessuti e fluidi biologici
D. GAROZZO - Convenzione per il supporto chimico-analitico mediante l!uso della tecnica di
spettrometria di massa nell!analisi di campioni di origine farmaceutica o biologica
S. Cimmino - Development of new intraocular lenses and contact lenses in ophthalmology: new
(polymer) material, new performances, new packaging kit and new production system
D. GAROZZO - EUROGLYCANET
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M. AVELLA - Eco-houses based on eco-friendly polymer composite construction materials
C. PUGLISI - Innovazione e Tecnologie per il miglioramento della sostenibilitГ agroindustriale,
della sicurezza e della qualitГ alimentare (COD. RS-20)
M. AVELLA - Innovazione e tecnologie per il miglioramento della sostenibilitГ agroindustriale, della
sicurezza e qualitГ alimentare
M. Avella - Metodologie Innovative per la Produzione di Idrogeno da Processi Biologici
S. Cimmino - Modelling of the polymer structure and properties and coupling/release of bioactive
substances by magnetic field application
C.Silvestre - Multifunctional Nanocomposites of Carbon Nanotubes and Alumina fillers in
Polymers for Engineering applications
D. ZAMPINO - Nano e microcompositi polimerici per la realizzazione di cateteri antimicrobici a
breve e lunga durata
G. RAGOSTA - Nuove tecnologie per le attivitГ produttive
M. Avella - Panels for a better mechanical performance and a lower environmental impact
M. Avella - Preparation and characterization of innovative polycarbonate based nanocomposites
filled with calcium carbonate nanoparticles
S. Cimmino - Recycle of plastic materials: PE films and PET bottles from urban waste
Garozzo D. - Struttura di carboidrati complessi prodotti da batteri patogeni e loro interazione con
componenti del sistema immunitario
C. PUGLISI - Sviluppo di Materiali bituminosi modificati con polimeri per la produzione di manufatti
e conglomerati per la pavimentazione
Samperi F. - Sviluppo di membrane selettive per separazione dei gas: ottimizzazione attraverso
l!uso integrato delle tecniche di sintesi, di caratterizzazione e di metodologie di simulazione
multiscala
C. PUGLISI - Sviluppo e studio di dispositivi medicali innovativi monouso biocompatibili
C. PUGLISI - Sviluppo tecnologico di carboni attivi da materiali a base ligneocellulosica e
polimera ad elvato impatto ambientale
M. MALINCONICO - TERMISOL
C. PUGLISI - Tecnologie sensoristiche e sistemi automatici intelligenti per l'innalzamento
competitivo delle attivitГ produttive
Principali risorse strumentali dell!Istituto
Spettroscopia Molecolare:
В·Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer mod. Spectrum GX
В·Spettrometro FT-Raman Nicolet Nexus 670
Microscopia elettronica:
В·Microscopio elettronico a scansione Philips Xl20
В·Evaporatore Edwards
ProprietГ meccaniche:
В·Dinamometro Instron mod. 4505 (carico massimo 100 kN)
В·Dinamometro Instron mod. 1122 (carico massimo 5.0 kN)
В·Pendolo strumentato di frattura tipo Charpy (energia massima 25 J).
В·Pendolo strumentato di frattura tipo Charpy (energia massima 50 J)
В·Analizzatori dinamico-meccanici (DMTA) mod. Pyris Diamond Perkin-Elmer
Analisi masse molecolari:
- TITOLATORE POTENZIOMETRICO
- BAGNO VISCOSIMETRICO LAUDA CD15
Analisi Termica e chimico-fisica:
- CALORIMETRO DIFFERENZIALE A SCANSIONE CON CELLA DI MISURA DA -150В°C A +500В°C
- APPARECCHIAT URA PER ANALISI T ERMO G RAVIMET RICHE CO N CAMPO DI
TEMPERATURA DA AMBIENTE A 1000В°C
- SISTEMA PER MISURE DI TRASMISSIONE VAPORE D'ACQUA
Spettroscopia Molecolare (FTIR, Microscopia FTIR e Raman):
- SPETTROMETRO FTIR, PERKIN-ELMER MOD. GX
- SPETTROMETRO FTIR PERKIN-ELMER MOD. PARAGON 500
Microscopia elettronica (SEM, TEM, AFM):
- MICROSCOPIO ELETTRONICO A SCANSIONE PHILIPS XL20
- MICROANALISI RX
- AFM MICROSCOPIO A FORZA ATOMICA
Microscopia ottica e analisi d'immagine:
- MICROSCOPIO OTTICO CON CORREDO DI OCULARI
- MACCHINE FOTOGRAFICHE REFLEX E POLAROID E TELECAMERA
ProprietГ Meccaniche e d'impatto:
- DINAMOMETRO INSTRON A VARIO CARICO MASSIMO
- PENDOLO STRUMENTATO DI FRATTURA TIPO CHARPY A VARIA ENERGIA MASSIMA
Analisi Dinamico-meccaniche:
- Apparecchio DYNAMIC MECHANICAL THERMAL ANALYSIS
Diffrattometria dei Raggi X (WAXS, SAXS):
- GENERATORE DI RAGGI X " PHILIPS" MODELLO PW 1830
Processi:
- ESTRUSORE MONOVITE
- ESTRUSORE BIVITE CON RICIRCOLO INTERNO
- PRESSA PER STAMPAGGIO AD INIEZIONE
- Termobilancia
- Calorimetria Differenziale a Scansione
- Cromatografia ad esclusione
- Cromatografia Preparativa
- Dinamometro
- Spettrometro di massa MALDI/TOF/TOF
- Spettrometro di massa MALDI/TOF
- Spettrometro NMR
- Permeometro
- Estrusore Bivite
- Miscelatore Brabender
- FT-IR
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
Il passaggio dalle tecnologie tradizionali alle nuove tecnologie ad alta efficienza (enabling
technologies) richiede una progettazione mirata e sempre piГ№ specifica delle componenti, in genere
a base molecolare, che caratterizzano le funzionalitГ necessarie per sviluppare nuovi prodotti o
nuovi servizi (multifunctional materials). In tale contesto il Dipartimento ha individuato nel "chemical
manufacturing" il mezzo fondamentale per progettare e mettere a punto molecole, macromolecole o
sistemi organizzati con funzionalitГ specifiche correlate alle proprietГ molecolari di composti
organici, inorganici ed ibridi e alle proprietГ cooperative di strati o film semplici o compositi o
macromolecole". Questo ГЁ quanto dichiararato tra gli obiettivi del Dipartimento di Progettazione
molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche. L'Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri
con le sua sede principale di Pozzuoli e sede distaccata di Catania ГЁ interamente inserito nelle
attivitГ del Dipartimento nel perseguire questi obiettivi.
Elementi di autovalutazione
L'Istituto ГЁ fortemente coinvolto nelle attivitГ del Dipartimento di Progettazione Molecolare. In
particolare due sono i progetti che vedono attivamente presente l'Istituto, il progetto 2 ed il progetto
7. Progetto 2 Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane per applicazioni
funzionali e strutturali.Gli obiettivi generali del progetto riguardano lo sviluppo, la caratterizzazione
avanzata e l'ingegnerizzazione di sistemi macromolecolari a diversi livelli di organizzazione al fine di
realizzare strutture multi-funzionali disegnate per applicazioni settoriali e cross-settoriali.Le
commesse dell'ICTP attive all'interno del progetto sono 4: 1)Correlazioni struttura-proprietГ e
metodologie innovative per la caratterizzazione dei sistemi polimerici, 2)Sintesi di polimeri e
progettazione di sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni per lo sviluppo ecosostenibile, 3)
Sistemi multifasici a matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo, 4)Sviluppo e
caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di origine sintetica e
naturale. Per quanto riguarda la commessa 1, essa rappresenta la tradizione ed il bagaglio di
conoscenze presenti in Istituto fin dalla sua origine che risale agli inizi degli anni '70. L'Istituto ha
sempre svolto un ruolo determinante nella caratterizzazione dei materiali polimerici ed ha mantenuto
questa forte connotazione, arricchendola con lo sviluppo di nuove conoscenze e delle nuove
tecnologie. La commessa 2 rappresenta l'evoluzione delle competenze presenti negli anni. Essa ГЁ
legata alla commessa 3, le cui attivitГ sono complementari alla 2. L'attivitГ della commessa 2 ГЁ
fortemente proiettata allo sviluppo di materiali innovativi per il packaging agroalimentare all'interno di
un progetto che sarГ finanziato con fondi del mezzogiorno.Il progetto ha lo scopo di creare le
migliori condizioni per favorire lo sviluppo di esportazioni dei prodotti ortofrutticoli del mezzogiorno
d'Italia, con particolare riferimento ai mercati dell'Est Europa. Le tematiche di R&S del progetto
riguarderanno interventi innovativi per la raccolta, il trasporto, il controllo e mantenimento della
qualitГ , inclusa la distribuzione degli stessi prodotti, creando le condizioni per l'avvio di nuovi
processi logistici basati sull'intermodalitГ marittima e ferroviaria.Nel terzo obiettivo realizzativo di
questo progetto sarГ affrontata la questione della conservazione e del mantenimento di qualitГ dei
prodotti durante il trasporto. Saranno inoltre definite le procedure per la selezione di imballaggi
idonei al trasporto; saranno studiate soluzioni innovative di confezionamento con lo sviluppo di
packaging alimentare basato su prodotti naturali e la produzione di materiali innovativi per imballaggi
flessibili.Legate alla 2 ed alla 3 sono le attivitГ presenti nella commessa 4, le cui principali attivitГ vengono svolte presso la Sede distaccata di Catania. L'attivitГ ha come oggetto lo "Sviluppo e
caratterizzazione di materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili di origine sintetica e
naturale" e rappresenta la storia del gruppo di ricerca siciliano in sinergia con l'UniversitГ Etnea.La
sede di Catania ГЁ presente attivamente anche nel progetto 6 che ha come obiettivo lo sviluppo delle
tecnologie abilitanti nel drug discovery. La commessa relativa a questa linea di ricerca ha per titolo:
"Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di patologie
congenite, tumorali e infiammatorie".All'interno del progetto 7, le cui principali attivitГ riguardano "il
Modelling predittivo delle funzionalitГ in sistemi nanostrutturati di interesse biologico e tecnologico",
l'Istituto ГЁ presente con una commessa centrata sullo Sviluppo di metodologie computazionali per la
progettazione e caratterizzazione in silico di materiali polimerici e compositi.Le attivitГ di ricerca
all'interno del progetto 7 ГЁ complementare con le attivitГ della commessa 1. L'Istituto nell'ultimo anno
si ГЁ arricchito delle potenzialitГ di calcolo per poter associare il modelling predittivo alla
caratterizzazione chimico-fisica dei materiali. Il progetto 7 di recente avviato all'interno del
Dipartimento ha avuto la sua origine proprio all'interno dell'Istituto di Chimica e Tecnologia dei
Polimeri. Grazie all'associatura presso l'Istituto di alcuni colleghi dell'UniversitГ "Federico II", il
progetto ha trovato la sua naturale collocazione all'interno del Dipartimento.Tra le commesse
avviate all'interno del progetto 2, quella che ha come obiettivo lo sviluppo di "sistemi multifasici a
matrice polimerica per applicazioni nel settore packaging e riciclo", merita un ulteriore
approfondimento.La commessa ГЁ nata sulla base di una iniziativa di recente avviata dall'Ente in
sinergie con un grosso gruppo industriale molto attivo nel settore del packaging alimentare.Sulla
base della convenzione stipulata, l'Ente svolge attivitГ di ricerca finalizzata allo sviluppo di materiali
innovativi e strategici per l'Azienda. A sua volta l'Azienda sulla base dei Deliverables ricevuti
dall'Ente, si impegna a eseguire, per ciascuno dei Nuovi Prodotti, i test necessari per verificare il
soddisfacimento dei criteri ed eseguirne lo sviluppo industriale. L'Azienda procederГ alla
commercializzazione di quelli tra i Nuovi Prodotti per i quali lo Sviluppo Industriale abbia confermato
il soddisfacimento dei criteri. Quale corrispettivo, l'Azienda corrisponderГ all'Ente una royalty.
Questa iniziativa rappresenta un interessante sinergia tra industria e ricerca e se i risultati, come
auspico, saranno positivi potrГ rappresentare un punto di partenza per altre azioni in tal senso.
Proposta di interventi organizzativi
Per quanto riguarda le attivitГ previste si intende sottolineare alcune questioni: nonostante la forte
presenza dell'Istituto nelle attivitГ del Dipartimento di Progettazione Molecolare e la continua e
proficua interazione con i vertici del Dipartimento, permangono alcune criticitГ legate al
pensionamento di personale tecnico di qualificata professionalitГ a cui non ГЁ stato possibile
affiancare per tempo personale giovane. In questo modo si rischia di vanificare ogni sforzo
organizzativo. Si intende, per il prossimo anno, procedere all'identificazione di personale di ricerca e
di supporto strutturato a cui affidare mansioni di gestione del parco apparecchiature e della
formazione di base dei laureati e laureandi presenti presso la struttura.Un ulteriore intervento che ci
si auspica di realizzare ГЁ relativo ad una maggiore interazione tra la Sede di Napoli e la Sede
distaccata di Catania. Nonostante la distanza, le due strutture sono complementari su molte
attivitГ ., come si evince dalla partecipazione a progetti di ricerca comuni. Soprattutto per la Sede di
Catania, i tagli sul bilancio ordinario hanno creato non poche difficoltГ di gestione, non sempre
risolvibili con il contributo delle risorse trovate all'esterno dell'Ente.Per quanto riguarda la Sede di
Napoli ГЁ in forte crescita l'interazione con il territorio e con gli Istituti presenti. In particolare si
intende implementare l'interazione con l'Istituto di Materiali Compositi e Biomedici per la
realizzazione di progetti comuni. In tal senso si presenteranno richieste comuni al fine di finanziare
grosse apparecchiature da gestire in partecipazione.Mediante l'attivitГ di trasferimento tecnologico,
si intende promuovere l'industrializzazione di alcune delle attivitГ di ricerca sviluppate all'interno
dell'Ente, intensificando le interazioni con i gruppi imprenditoriali nazionali e stranieri interessati allo
sviluppo delle attivitГ di ricerca. Un'ultima considerazione critica va fatta relativamente alla
perenzione dei fondi legati ai progetti di ricerca. In tal modo vanno vanificati gli sforzi dei singoli
Istituti che si vedono letteralmente sottratte risorse per la gestione ordinaria e per l'esecuzione
stessa dei progetti di ricerca. Si auspica un intervento forte della Presidenza ed ogni azione mirata
in tal senso verso i Ministeri competenti.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
304
2.669
2.517
2.707
Totale
2.821
5.376
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
201
3.022
84
319
5.695
158
Istituto di chimica inorganica e delle superfici
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dott. GILBERTO LUCIO ROSSETTO
Corso Stati Uniti, 4 - 35127 Padova (PD)
www.icis.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
"Valorizzazione e trasferimento tecnologico e di formazione nei seguenti settori scientifici e relativamente alle
seguenti tematiche: ' Sintesi di precursori e materiali inorganici e trattamenti superficiali mediante tecniche
innovative da fase vapore. ' Progettazione e sintesi di sistemi inorganici molecolari e supramolecolari ' Studio ed
applicazioni di tecniche radioanalitiche in campo ambientale. ' Metodologie e tecnologie per la conoscenza,
catalogazione e fruizione di beni culturali."
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di conservazione e metodologie
di intervento (CASELLATO)
Progettazione e sintesi di sistemi molecolari inorganici per diagnosi e terapia
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e Ottimizzazione del Processo
MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica delle FunzionalitГ delle Superfici
Moduli
•
•
•
•
•
•
•
•
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di conservazione e metodologie
di intervento.
Diffusione della conoscenza
Progettazione e sintesi di leganti fosfinici funzionalizzati e bifunzionali biologicamente attivi
Sintesi e valutazione biologica di nuovi complessi metallici per il "targeting molecolare"
MAteriali Funzionali Organici per applicazioni High-Tech: sistemi molecolari, supramolecolari e
bioibridi (MAFO-HT)
Dispositivi per spintronica a base di strutture ibride organico-inorganico e semiconduttori magnetici
diluiti
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e Ottimizzazione del Processo
MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica delle FunzionalitГ delle Superfici
Radiochimica ambientale
RSTL
•
•
•
Film di titanato di bario e stronzio via MOCVD
Effetto della forza ionica e della temperatura sulle reazioni di formazione di complessi del Torio(IV)
Sintesi e caratterizzazione di nuovi complessi di metalli di transizione con finalitГ nel campo della
catalisi e dei materiali
AttivitГ Commesse
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di conservazione e
metodologie di intervento (CASELLATO)
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale
Patrimonio Culturale
CASELLATO UMBERTO
Risultati conseguiti
Gli studi sulle applicazioni di protettivi e consolidanti inorganici organici e ibrdi hanno continuato a
dare positivi risultati nel trattamento del substrato carbonatico. Sono stati definiti da un punto di vista
qualitativo e quantitativo i parametri chimico-fisici che descrivono lo stato di conservazione di un
substrato lapideo esposto all'aperto e oggetto di un trattamento conservativo con polimeri di sintesi,
nello stesso ambito ГЁ in atto una collaborazione tra in nostro Istituto e la Soprintendenza al
Patrimonio Architettonico di Venezia e Laguna per lo sviluppo di linee guida atte a definire il quadro
operativo e per una diagnosi accurata ed efficace nell'edilizia monumentale.
Interessanti e qualificanti risultati sono stati raggiunti nell'ambito dello studio di affreschi e dipinti di
epoche diverse con particolare riferimento alla caratterizzazione dei materiali impiegati nei diversi
secoli. Particolarmente proficuo ГЁ stato lo studio di materiali vitrei (vetro comune, vetrate, mosaici),
materiali ceramici, provenienti da siti europei e asiatici.
Ultimato il monitoraggio dei composti organici nell'intorno delle porte bronzee del Battistero di
Firenze e lo studio del pulviscolo atmosferico.. Su targhette di prova con diverso orientamento ГЁ
stato inoltre determinato il contenuto di sali idrosolubili. ( modulo 006). continuata l'analisi di malte ed
intonaci provenienti da edifici storici. ГЁ stato determinato il contenuto di 10 cationi e 3 anioni,
solubilizzati in tre stadi successivi. La metodica ГЁ stata applicata anche alle caratterizzazione
chimica di terrecotte
Sono stati presentati a diversi Congressi nazionali ed internazionali i risultati delle campagne di
prospezione geoarcheologica condotte nelle antiche cave di lapidei dell'Africa Proconsolare e della
Mauretania e delle indagini archeometriche sui reperti marmorei di etГ romana rinvenuti negli scavi
della cittГ di Uthina (Tunisia). Una monografia sull'argomento ГЁ uscita a stampa in corso d'anno.
Sono stati avviati inoltre studi archeometrici, archeologici e storici sui marmi provenienti dalle cave
algerine di "Greco scritto" (Annaba). Gli studi archeometrici hanno consentito inoltre di
implementare le banche dati di riferimento per gli studi di provenienza dei marmi bianchi e colorati. Г€
stato completato lo studio dei materiali da costruzione della cittГ di Nora (Cagliari) ed i risultati sono
riportati in un capitolo di un libro che verrГ presentato a dicembre, ad Olbia (Sardegna), nel corso
del XVIII Convegno Internazionale di Studi "L'Africa Romana". Un altro libro, uscito in corso d'anno,
riporta i risultati di un'indagine archeometrica su reperti ceramici di etГ preistorica rinvenuti a Ballao
(Sardegna). Caratterizzazione geochimica, petrografica e EPR dei calcari neri sfruttati in antichitГ .
Per il Modulo 008 aumento sino a 30.000 scaricamenti online di articoli della rivista da parte di gruppi
di ricerca di tutto il mondo.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
5
1
10
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
2
9
1
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Principali collaborazioni
LRMH - Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques - Francia
Getty Conservation Institute - Los Angeles
UniversitГ di Firenze
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
9
1
UniversitГ di Padova
UniversitГ di Pisa
Soprintendenze di Venezia, Veneto, Friluli Venezia Giulia, Roma, Firenze
Museo Uffizi
Museo di Vicenza
Museo di Trieste
Museo di Gorizia
Mueso di Gorizia
Museo e lab. Scientifico di Berlino
Collaborazione con la Fondazione Ligabue di Venezia
Soprintendenza di Venezia e il LEMIT di La Plata (Argentina)
Ditte esterne per protettivi di superfici lapidee
Istituti CNR – ISM Università di Roma, VE, Ca, SS. Università di Valencia Politecnico di Milano
- Varie Soprintendenze ed Amministrazioni Comunali, Provinciali e Regiona
Elsevier SAS
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
10
13
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
10
14
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
3
0
0
1
0
0
0
Totale
4
Principali risorse strumentali utilizzate
La strumentazione attualmente utilizzata consiste in :
-microscopio stereo e microscopio metallografico anche con luce UV
-Diffrattometro a raggi X per polveri XRD
-FEG-ESEM-EDS-EBSD
-Micro-FTIR
-TGA-DTG
-ICP ottico
A parte la TGA ed ESEM tutti gli altri strumenti sono decisamente obsoleti (hanno tutti piГ№ di 10 anni)
Gas cromatografi e HPLC
La nuova strumentazione
-Nuovo spettrofotometro FTIR con microscopio iN10 della NICOLET (geometria trasmissione,
riflessione e ATR) e
-Gas-cromatografo AGILET-HP GC-MS 595975C con accoppiato desassorbitore termico
Progettazione e sintesi di sistemi molecolari inorganici per diagnosi e terapia
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
REFOSCO FIORENZO
Risultati conseguiti
1) Miglioramenti significativi si sono ottenuti nella sintesi di amminodifosfine intervenendo su
temperature e tempi di reazione. Procedure di purificazione degli intermedi fosfonati hanno prodotto
fosfine con purezze fino al 99%. Nel passaggio chiave della formazione di fosfonati si usano
reagenti a basso costo, condizioni aerobiche e nessun solvente di reazione. La versatilitГ della
sintesi ha consentito di ottenere fosfinoammine PNP e PN variamente sostituite con alchili e/o con
gruppi funzionali OH, NH, SR, OR.
2)La sintesi di leganti bifunzionali (BFC) ottenuti coniugando la cisteina con il vettore molecolare ГЁ
stata realizzata in collaborazione con l'ICB-CNR di PD.
3)Sono stati preparati complessi cationici di Cu(I) contenenti le fosfine idrosolubili, trisidrossimetilfosfina (thp) e bis-idrossimetildifosfinaetano (bhpe).I complessi con stechiometria CuP4,
sono molto solubili e stabili in H2O e quindi facilmente manipolabili in test biologici. La citotossicitГ dei complessi ГЁ stata valutata su linee cellulari tumorali umane. Il complesso con thp ha elevata
attivitГ citotossica: circa 10 volte superiore a quella del riferimento cisplatino. Al contrario, il
composto con il legante bidentato bhpe ha attivitГ molto inferiore. La differenza ГЁ attribuibile
all'elevata inerzia cinetica tipica dei composti con metalli incapsulati da leganti polidentati che rende
non disponile il Cu all'interazione con substrati proteici e/o target molecolari. Il fatto che[Cu(thp)4]+
mostri attivitГ citotossica su linee cellulari tumorali resistenti al cisplatino, indica un meccanismo di
azione diverso dal danno a carico del DNA tipico del cisplatino.
Il complesso [Cu(thp)4]+ ГЁ stato preparato anche a livello nanomolare con 64Cu e confrontato con
l'analogo della PTA. Le immagini PET/CT delle biodistribuzioni in mices impiantati con tumori-EMT-6,
hanno dimostrato che [Cu(thp)4]+ ГЁ ritenuto significativamente per 1h nel tumore e dopo 24h la
dose si dimezza. Questo studio "proof of-concept" ha dimostrato che si puГІ sviluppare una serie di
complessi monofosfinici di Cu(I) come potenziali radiofarmaci a base di 64Cu.
4) E' stata esplorata la possibilitГ di utilizzo di leganti fosfonati in complessi di Ga per applicazioni
nella PET. L'analisi della letteratura ГЁ stata riassunta in una pubblicazione dal titolo: "Mononuclear
six-coordinated Ga(III) complexes: toward the design of new Ga compounds relevant to medicinal
chemistry" pubblicata sul web.
5) La valutazione dell'applicabilitГ del frammento molecolare [M(N)(PNP)]2+ alla preparazione di
radiofarmaci recettore-specifici ha evidenziato la possibilitГ di marcare BMs (gruppi farmacofori e
piccoli peptidi). I risultati sono stati oggetto di comunicazione a congressi e di pubblicazione su
giornali ISI. Gli studi biologici sui complessi [99mTc(N)(PNP)(BMs)] hanno rivelato che l'elevato
ingombro sterico esercitato dal frammento molecolare [Tc(N)(PNP)]2+ non altera l'affinitГ biologica
della molecola vettrice verso il proprio recettore, mentre l'elevata lipofilicitГ del sistema [Tc(N)
(PNP)]2+ rende insoddisfacente il profilo famacocinetico dato l'elevato accumulo di attivitГ escreta
nel tratto gastrointestinale. SarГ necessario quindi rendere piГ№ idrofilo il frammento [M(N)(PNP)]2+
introducendo gruppi CH3OCH2CH2; CH3, HOCH2 sul P e/o sull'N del legante PNP.
6) L'applicabilitГ del frammento [M(N)(PNP)]2+ alla preparazione di radiofarmaci di perfusione ГЁ
stata valutata per una serie di complessi mono-cationici del tipo [Tc(N)(DTC)(PNP)]+ studiandone
la biodistribuzioni in ratti. E' stata evidenziata una elevata e persistente captazione cardiaca, una
rapida clearance ematica e una bassa e transiente captazione epatica e polmonare. I valori dei
rapporti cuore/fegato e cuore/polmoni, piГ№ alti sia di quelli del lead compound 99mTc(N)DBODC
(PNP5) che dei traccianti giГ in uso clinico indicano la rapida eliminazione dell'attivitГ dagli organi,
non-bersaglio. Questo favorevole profilo farmacocinetico candida questi composti all'impiego come
traccianti per l'imaging cardiaco. I risultati verranno utilizzati per il filing di un brevetto e si stanno
contattando industrie del settore per continuarne lo sviluppo.
7)Per comprendere il meccanismo di captazione e metabolizzazione di 99mTc(N)DBODC(PNP5)
sono stati eseguiti studi di distribuzione sub-cellulare su miocardio isolato di ratto. Analogamente a
99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosmin, data la natura cationica, l'agente viene intrappolato, nelle
strutture mitocondriali, mentre viene rapidamente rimosso dagli organi non-bersaglio in forma nativa
e l'escrezione ГЁ mediata da trasportatori Pgp/MDR-Pgp.
8) Lo studio del frammento [M(N)(PS)]+ ha permesso di selezionare il complesso [M(N)Cl(PS)
(PPh3)] come nuovo prodotto di partenza per la preparazione di un ampia gamma di complessi
utilizzabili nello sviluppo di radiofarmaci di perfusione e recettore specifici. I risultati ottenuti sono
stati oggetto di pubblicazione ISI.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
6
0
3
Libri
Rapport
i
Risultati
progettua
li
0
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
1
0
Principali collaborazioni
- Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, UniversitГ di Padova.
- Dipartimento di Scienze Chimiche, UniversitГ di Padova.
-Istituto di Chimica Biomolecolare ICB-CNR sezione di Padova
- Dipartimento di Scienze Chimiche, UniversitГ di Camerino.
- Reparto di Medicina Nucleare, Istituto Oncologico Veneto, Padova.
- Dipartimento di Scienze Oncologiche e Chirurgiche, Istituto Oncologico Veneto, Padova.
- Centro Ricerche sui Peptidi Bioattivi, CIRPeB, UniversitГ di Napoli "Federico II".
- Dipartimento di Medicina Nucleare, Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori,
Fondazione "G. Pascale", Napoli.
- Dipartimento di Chimica I.F.M., UniversitГ di Torino.
- Harvard Medical School, Boston, USA.
- Forschungzentrum Rossendorf, Institut fГјr Radiopharmazie, Dresden, Germany.
- Consorzio Ferrara Ricerche, Ferrara.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
4
5
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
0
0
0
0
1
Totale
1
Principali risorse strumentali utilizzate
Piccole-medie
- Dry boxes per ripartizione in vials delle fosfine prodotte.
- Glove boxes per la manipolazione del Tc-99 (B-emettitore).
- FT-IR Mattson 3000.
- HPLC Beckman System Gold equipaggiato con detector per radioisotopi Bioscan 3200.
- TLC scanner Perkin Elmer Cyclone.
Grandi
- NMR multinucleare Brucker AMX 300.
- Gamma-counter Packard Cobra II.
- Spettrometro di massa LCQ Termofinnigan
- Spettrometro a raggi X per cristallo singolo Philips PW1100
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e Ottimizzazione del
Processo MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica delle FunzionalitГ delle Superfici
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione e modifica su base molecolare di film e di interfacce
Progettazione Molecolare
ROSSETTO GILBERTO LUCIO
Risultati conseguiti
Lo scopo principale dell'attivitГ svolta ha riguardato la possibilitГ di estendere il processo di
deposizione da fase vapore a diverse tipologie di materiali e la verifica della sua scalabilitГ su
impianti di produzione. A tal proposito l'esigenza maggiore ГЁ quella di poter disporre di precursori
molecolari con le proprietГ adatte per essere utilizzati nel processo stesso, per cui si ГЁ affrontato lo
studio sia individuando nuovi precursori e testando le loro prestazioni, sia ottimizzando i parametri
di processo CVD e sue varianti (MOCVD, ALD, PE-CVD) per ottenere la deposizione di strati sottili
multifunzionali (protettivi, trasparenti con particolari proprietГ elettriche) a base di ossidi. In
particolate risultati soddisfacenti sono stati ottenuti per le deposizioni da fase vapore di: film di
zirconia cubica stabilizzata da impiegarsi come elettroliti solidi nelle celle a combustibile (SOFC),
rivestimenti con materiali ossidici ad elevata stabilitГ chimica per la passivazione delle superfici ad
alta temperatura in ambienti corrosivi e per applicazioni tribomeccaniche, films sottili di ossido di
titanio come catalizzatori ad elevata attivitГ e selettivitГ per l'abbattimento di sostanze inquinanti e di
cui ГЁ stata testata in via preliminare la loro funzionalitГ in processi di fotodegradazione e infine strati
barriera di silica contro la migrazione di ioni di materiali vetrosi. Per quanto riguarda la sintesi di
nuovi precursori molecolari, sono stati ottenuti e studiati parecchi nuovi composti potenzialmente
adatti all'impiego come precursori MOCVD. In particolare si ricordano i risultati ottenuti sulla sintesi
di complessi di Zr contenenti la diimmina tButN=C(H)C(H)=NtBut (Dimm), quali Zr(Dimm)(BH4)2 e
ZrDimm2, che sono caratterizzati da una significativa volatilitГ . In parallelo ГЁ iniziato anche un
lavoro di sintesi di nuovi complessi di Zr con la stessa diimmina contenti gruppi pirazolati in vista
della possibilitГ di ancorare un secondo centro metallico quale il Ni e formare dei complessi
bimetallici Zr-Ni possibilmente volatili. Lo studio della decomposizione termica e reattivitГ dei nuovi
precursori, tramite analisi termogravimetrica, ha permesso di controllare il processo di crescita e
stabilire l'influenza dei vari parametri del processo MOCVD sulla purezza, composizione,
morfologia, nano- e microstruttura dei depositi di zirconia ottenuti. Nello stesso tempo sono stati
messi a punto: un processo MOCVD (operante a pareti fredde) per la deposizione di film compatti
di ZrO2 cubica stabilizzata con differenti ossidi (CaO, MgO, Sc2O3 e Y2O3) da utilizzarsi come
elettroliti nelle SOFC e un processo Aerosol-CVD per la deposizione di film porosi di cermet di Ni/cZrO2 (stabilizzata con i suddetti ossidi) da impiegarsi come anodi nelle SOFC. Altre deposizioni
hanno riguardato depositi di film di SiO2 come strati barriera contro la diffusione di ioni per
contenitori destinati ad uso farmaceutico e si sta studiando la compatibilitГ e scalabilitГ del processo
in impianti di produzione. Nello stesso ambito sono state effettuate sintesi e caratterizzazioni di
complessi di alluminio di formula generale RnAl(OR')3-n (con n= 0-3)come nuovi precursori per
MOCVD di strati barriera di allumina. Si ГЁ avviato uno studio per la deposizione di metalli (particelle
nano dimensionate di palladio, platino, nichel) su nano-wires di ossidi di Sn e Zn per funzionalizzare
la superficie verso processi catalitici e la realizzazione di sensori elettrochimici per rilevazione di
gas. Primi risultati consistono nell'ottenimento di depositi a "spot" di palladio su sensori per gas
(metano) in quanto il palladio funge da catalizzatore della reazione di ossidazione alla base del
funzionamento del sensore stesso. I film sono stati analizzati tramite tecnica XRD per verificare la
presenza di palladio e immagini SEM. Nuovi e preliminari risultati hanno riguardato la sintesi e
caratterizzazione di nanopolveri di ossidi semplici e mistri con proprietГ non usuali mediante
processo nitrato-urea e di polveri micro/nano-cristalline mediante processo O2-H2 "flame fusion"
seguito da "quenching" ultrarapido in acqua, trattamenti termici di minerali per impieghi gemmologici
ed ornamentali e studio dei fenomeni coinvolti nei trattamenti termici delle zoisiti. Infine per venire
incontro ad esigenze di un'altra commessa dell'Istituto sono stati preparati alcossidi di calcio mirati
al loro utilizzo in soluzione come consolidanti per il recupero di superfici lapidee. L'attivitГ di
caratterizzazione, oltre che fornire indicazioni sulla composizione, struttura, morfologa e funzionalitГ dei materiali preparati, ГЁ stata anche impiegata per l'identificazione della natura e dell'origine dei
materiali gemmologici e per lo sviluppo di nuove tecniche relative ai loro trattamenti.
Prodotti della ricerca (2008)
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Lo sviluppo adeguato dell'attivitГ della commessa, il mantenimento corrispondente del suo livello
scientifico, per poter seguire convenientemente gli sviluppi della ricerca internazionale e per far
fronte ad esigenze e richieste di industrie locali e nazionali, richiede sempre di piГ№ la necessitГ di
un'immissione graduale di forze giovani e di un rinnovo del parco strumenti. Per risolvere in parte
tali necessitГ diventa indispensabile ricorrere a varie forme di collaborazioni con altri Istituti CNR e
con l'UniversitГ per trovare competenze e, soprattutto, esperienze, capacitГ e possibilitГ di
accesso a strumentazione non presente in Istituto. In particolare sono attive collaborazioni con:
• Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo (IMEM-CNR) di Parma per la realizzazione di
sensori per gas basati su nanostrutture di ossido di stagno attivato con spot di palladio;
• Istituto di Ricerca sulle Acque (IRSA-CNR) di Bari per la caratterizzazione funzionale di ossido di
titanio depositato mediante MOCVD su superfici di vario genere, e loro utilizzo per la rimozione di
inquinanti organici difficilmente biodegradabili e/o tossici da risorse idriche e reflui;
• Istituto per le Tecnologie delle Costruzioni (ITC-CNR) di Milano per la caratterizzazione di film di
TiO2 depositato su soda-lime glass per l'abbattimento di inquinanti allo stato gassoso; studio della
relazione tra caratteristiche strutturali e attivitГ foto catalitica;
• Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari (ISTM-CNR) di Padova per l'analisi composizionale di
superfici e interfacce mediante XPS;
• Università degli Studi di Padova, "Dipartimento di Scienze Chimiche" per l'analisi composizionale di
superfici e interfacce mediante XPS;
• Università degli Studi di Padova, "Dipartimento di Fisica" per l'analisi composizionale di superfici e
interfacce mediante SIMS;
• Università degli Studi Ca' Foscari di Venezia, "Dipartimento di Chimica" per la realizzazione e
qualificazione di elettrodi basati su titania;
• INFN "Laboratori Nazionali di Legnaro" per l'analisi composizionali mediante tecnica RBS;
• Università di Ferrara, "Dip.Scienze della Terra-Sez.Mineralogia, Petrol.e Geofisica" per studi
strutturali di materiali in funzione del trattamento termico;
• Università degli Studi di Milano, "Dipartimento di Scienze della Terra", per studi strutturali di
materiali ceramici;
• Università di Tor Vergata, "Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche, MINAS lab," per lo
studio delle proprietГ meccaniche di materiali nanostrutturati;
• Istituto Gemmologico Nazionale, Roma, per studi spettroscopici di materiali in funzione del
trattamento termico;
• Dipartimento di Fisica dell'Università di Padova, TASC Trieste e Laboratory for Nanofabrication of
Nanodevices (LANN-Padova) per la realizzazione di dispositivi plasmonici, di membrane di
metamateriali a indice di rifrazione negativo;
• Institute of Inorganic Chemistry, SB-RAS, Novosibirsk, Russia per la caratterizzazione e lo studio
del comportamento termico dei precursori per CVD;
• Institute of Science of Materials of Barcelona, CSIC, Campus de la Uab, Cerdalona, Spain,
caratterizzazione di film sottostechiometrici di ossido di titanio ottenuti mediante MOCVD, in
particolare mediante misure di fotoconduttivitГ e angoli di contatto;
• Universidade do Estado de Santa Catarina (CCT), Departamento de Engenharia Mecânica, Brasil,
per lo studio della resistenza all'usura di campioni di acciaio rivestiti di ossidi di vario genere e vario
spessore depositati mediante MOCVD, con test pin-on-disk a varie velocitГ e a carico variabile;
Tra i committenti si ricordano aziende come:
• Nuova OMPI S.r.l. per attività riguardanti la deposizione di strati barriera contro la migrazione di
ioni su contenitori in vetro per uso farmaceutico;
• la Edison S.P.A. per ricerche sullo stoccaggio del vettore idrogeno;
oltre ad altre varie aziende (meccaniche, vetro, gemme, impianti dentari).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Principali risorse strumentali utilizzate
I precursori molecolari piГ№ convenienti da utilizzare nel processo CVD di materiali ossidici
generalmente contengono il metallo desiderato, coordinativamente insaturo, legato a gruppi organici
acidi molto deboli, caratteristiche che li rendono piuttosto sensibili all'azione dell'ossigeno e
dell'umiditГ . Pertanto la loro sintesi e le successive manipolazioni devono avvenire in condizioni
anaerobiche utilizzando glove-box ad atmosfera controllata. Allo scopo si dispone di due linee dryboxes (M-Braun) con relativo banco di ricircolo e purificazione dell'atmosfera di gas inerte (azoto)
che ГЁ possibile mantenere a valori di concentrazione di ossigeno e acqua minori di qualche ppm.
Importante ГЁ anche l'attivitГ di caratterizzazione chimico-fisica per la definizione della composizione
e struttura dei nuovi composti sintetizzati che viene ottenuta mediante apparecchiatura di analisi
elementare (Fisons Instruments EA 1108), tecniche spettroscopiche spettrofotometro UV-Vis
(Unicam UV500), spettrofotometro IR (ATI Mattson Genesis), spettrometro 1H, 13C e multi nucleo
NMR (Bruker AMX 300) e diffrazione a raggi X (diffrattometro a cristallo singolo della Philips). La
volatilitГ dei precursori e il loro comportamento termico vengono individuati grazie alla misura della
loro tensione di vapore e indagine termogravimetrica. Per l'ottenimento dei rivestimenti o dei film
sottili vengono utilizzati vari reattori CVD assemblati secondo le necessitГ richieste dal processo di
deposizione per il materiale da ottenere e collegati ad uno spettrometro di massa a quadrupolo (VG
SXP elite) o uno spettrofotometro IR (ATI Mattson Genesis) per l'analisi dei co-prodotti di reazione.
In tal caso l'indagine fornisce dati utili ad ottimizzare i parametri del processo di deposizione per
ottenere il materiale con le proprietГ desiderate. Per la preparazione di materiali cristallini in bulk o di
polveri a struttura nanometrica si dispone di processo e strumentazione Verneuil, mentre per la
realizzazione di dispositivi plasmonici, di membrane di metamateriali a indice di rifrazione negativo e
di dispositivi microfluidici si ricorrerГ alla collaborazione con il TASC di Trieste per l'utilizzo della
electron beam lithography/photolithography, di sitemi di sputtering (Au, Ag, Ta, etc..) e reactive ion
etching. Per la caratterizzazione composizionale, strutturale e morfologica dei materiali ottenuti si
dispone di: diffrattometro per polveri e film (Philips PW 1830), profilometro (KLA Tencor),
microscopio a forza atomica (DME Dualscope), microscopio a scansione elettronica (FEG-ESEM
FEI Quanta 200F) e fotoluminescenza (con apparechiatura appositamente disegnata e realizzata
per il nostro Istituto. Infine la caratterizzazione funzionale delle proprietГ elettriche, ottiche e
meccaniche viene ottenuta rispettivamente mediante misure di effetto Hall, fotoluminescenza e
nanoindentazione (Micromaterial Ltd). Ulteriori informazioni sulla composizione chimica della
superficie dei film e dell'interfaccia substrato/deposito vengono ottenute da collaborazioni con
l'INFM per analisi RBS e con l'UniversitГ di Padova per indagini XPS e SIMS.
AttivitГ Moduli
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di conservazione e
metodologie di intervento.
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di
conservazione e metodologie di intervento (CASELLATO)
Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale
Patrimonio Culturale
CASELLATO UMBERTO
Risultati conseguiti
Gli studi sulle applicazioni di protettivi e consolidanti inorganici organici e ibrdi hanno continuato a
dare positivi risultati nel trattamento del substrato carbonatico. Sono stati definiti da un punto di vista
qualitativo e quantitativo i parametri chimico-fisici che descrivono lo stato di conservazione di un
substrato lapideo esposto all'aperto e oggetto di un trattamento conservativo con polimeri di sintesi,
nello stesso ambito ГЁ in atto una collaborazione tra in nostro Istituto e la Soprintendenza al
Patrimonio Architettonico di Venezia e Laguna per lo sviluppo di linee guida atte a definire il quadro
operativo e per una diagnosi accurata ed efficace nell'edilizia monumentale.
Si sono definiti i parametri per l'applicabilitГ del metodo di pulitura con criosabbiatura; si sono
individuati i materiali sui quali l'applicabilitГ della tecnica ГЁ consigliabile (es. tipi di tegole, tipi di
incrostazioni) e le variabili strumentali consigliabili nei vari casi.
Interessanti e qualificanti risultati sono stati raggiunti nell'ambito dello studio di affreschi e dipinti di
epoche diverse con particolare riferimento alla caratterizzazione dei materiali impiegati nei diversi
secoli. Particolarmente proficuo ГЁ stato lo studio di materiali vitrei (vetro comune, vetrate, mosaici),
materiali ceramici, provenienti da siti europei e asiatici.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
LRMH - Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques - Francia
Getty Conservation Institute - Los Angeles
UniversitГ di Firenze
UniversitГ di Padova
UniversitГ di Pisa
Soprintendenze di Venezia, Veneto, Friluli Venezia Giulia, Roma, Firenze
Museo Uffizi
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Museo di Vicenza
Museo di Trieste
Museo di Gorizia
Mueso di Gorizia
Museo e lab. Scientifico di Berlino
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Diffusione della conoscenza
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di
conservazione e metodologie di intervento (CASELLATO)
Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale
Patrimonio Culturale
VIGATO PIETRO ALESSANDRO
Risultati conseguiti
Aumento sino a 30.000 scaricamenti online di articoli della rivista da parte di gruppi di ricerca di tutto
il mondo.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
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Convegno
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Principali collaborazioni
Elsevier SAS
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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applicativa
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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Progettazione e sintesi di leganti fosfinici funzionalizzati e bifunzionali biologicamente
attivi
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione e sintesi di sistemi molecolari inorganici per diagnosi e terapia
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
REFOSCO FIORENZO
Risultati conseguiti
1)Nella sintesi di leganti difosfinici una particolare attenzione ГЁ stata rivolta all'ottimizzazione delle
rese e delle purezze degli intermedi fosfonati. Miglioramenti significativi si sono ottenuti
intervenendo sulle temperature e sui tempi di reazione. Inoltre sono state implementate procedure
di purificazione (estrazione con solventi e distillazione frazionata) degli intermedi fosfonati
permettendo l'ottenimento delle fosfine finali con purezze fino al 99%. Le metodologie di sintesi
addottate sono alternative a quelle tradizionalmente usate per le fosfine che prevedono la
formazione di reattivi di Grignard altamente sensibili all'acqua e all'ossigeno. Le procedure da noi
utilizzate hanno come passaggio chiave la formazione di intermedi fosfonati preparabili da prodotti di
partenza a basso costo (ammina primaria e 2-(dietilfosfonil)bromoetano) in condizioni aerobiche e
in assenza di solventi di reazione (environmentally friendly). Solo nell'ultimo step di reazione si
procede alla riduzione del fosfonato a fosfina e all'alchilazione del fosforo in condizioni anaerobiche.
La nuova via sintetica adottata ГЁ molto versatile in quanto consente di preparare fosfine di tipo PNP
e PN con una vasta gamma di sostituenti alchilici al fosforo, o di gruppi funzionali OH, NH, SR, OR
nel backbone consentendo così di modulare la lipofilia dei leganti e perciò di agire sul
comportamento biologico dei complessi metallici.
2)Sintesi di leganti bifunzionali (BFC). Sono stati realizzati in collaborazione con il gruppo dell'ICB e
vengono sintetizzati coniugando alla cisteina il vettore molecolare selezionato.
3)Sono stati sintetizzati complessi monocationici di rame(I) contenenti fosfine idrosolubili, trisidrossimetilfosfina (thp - monodentata) e bis-idrossimetildifosfinaetano (bhpe - bidentata) a partire
dal precursore labile tetrakis-acetonitrile Cu(I). I complessi risultanti, caratterizzati per mezzo della
spettroscopia NMR multinucleare (1H, 13C, 31P e 63Cu) e con la spettrometria di massa,
mostrano una stechiometria del tipo 'CuP4', sono molto solubili e stabili in solvente acquoso e sono
perciГІ facilmente manipolabili nei test biologici. I complessi sono quindi stati testati per la loro
potenziale attivitГ citotossica su linee cellulari tumorali umane. Il composto contenente thp ha
evidenziato una rilevante attivitГ citotossica, circa un ordine di grandezza superiore rispetto a quella
mostrata dal cis-platino (agente tumorale di riferimento) sulle stesse linee cellulari. Al contrario, il
complesso contenente il legante bidentato bhpe ha mostrato un'attivitГ significativamente inferiore. Il
comportamento di quest'ultimo ГЁ stato associato all'elevata inerzia cinetica tipica dei composti con
metalli incapsulati da leganti polidentati, che rende il rame biologicamente non disponibile e quindi
poco adatto all'interazione con substrati proteici e/o target molecolari. In aggiunta, [Cu(thp)4]+ ha
mostrato attivitГ citotossica nei riguardi di linee cellulari tumorali resistenti al cisplatino, indicando
che il meccanismo di azione di questo nuovo agente antitumorale si discosta dal danno a carico del
DNA, tipico del cisplatino.
Il complesso [Cu(thp)4]+ ГЁ stato caratterizzato anche a livello nanomolare con 64Cu(I)e confrontato
con l'analogo della PTA e con altri complessi tetraedrici idrosolubili contenenti i leganti facciali 3,5dimethylpyrazolo e 1,2,4-triazolo complessi. I complessi con l'isotopo 64Cu sono stati saggiati in
vitro in particolare ГЁ stata misurata la loro stabilitГ in siero e la capacitГ di associarsi con ceppi di
cellule EMT-6. Sono state eseguite le biodistribuzioni su modelli di mices in cui erano stati impiantati
tumori-EMT-6, monitorandole con micro-PET/CT. Le immagini PET/CT hanno dimostrato che il
composto con la thp ГЁ ritenuto per 1h (7.7+/-2.1%ID/g)nel tumore mentre dopo 24h la dose si
riduce a metГ . Questo studio "proof of-concept" ha dimostrato che ГЁ possibile realizzare una serie
di complessi di rame allo stato di ossidazione +1 contenenti monofosfine da sviluppare come
radiofarmaci a base di 64Cu.
4)Per quanto riguarda lo studio di complessi con leganti fosfonati di complessi di Ga per le sue
applicazioni nella PET, ГЁ stata prodotta una review dal titolo: "Mononuclear six-coordinated Ga(III)
complexes: toward the design of new gallium compounds relevant to medicinal chemistry",
pubblicata sul web in Coordination Chemistry Reviews.
Prodotti della ricerca (2008)
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Articoli
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
- Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, UniversitГ di Padova.
- Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB-CNR), sezione di Padova
- Dipartimento di Scienze Chimiche, UniversitГ di Camerino.
- Forschungzentrum Rossendorf, Institut fГјr Radiopharmazie, Dresden, Germany.
- Harvard Medical School, Boston, USA.
- Consorzio Ferrara Ricerche, Ferrara.
- Dipartimento di Chimica I.F.M., UniversitГ di Torino.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Sintesi e valutazione biologica di nuovi complessi metallici per il "targeting molecolare"
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione e sintesi di sistemi molecolari inorganici per diagnosi e terapia
Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimiche
Progettazione Molecolare
BOLZATI CRISTINA
Risultati conseguiti
A) Valutazione dell'applicabilitГ del frammento [M(N)(PNP)]2+ alla preparazione di radiofarmaci
recettore-specifici.
I risultati conseguiti hanno fornito delle chiare indicazioni circa l'applicabilitГ del frammento
molecolare [M(N)(PNP)]2+ alla marcature di BMs quali gruppi farmacofori e piccoli peptidi e sono
stati oggetto di comunicazione a congressi e di pubblicazione su giornali internazionali (C. Bolzati, et
al. Nuclear Medicine and Biology 34, 511–522. (2007). IF=2,478; S. Agostini, et.al. J Pept Sci.13,
211-9, (2007). IF= 1,768)
Gli studi biologici condotti su tali [99mTc(N)(PNP)](BMs) complessi hanno rivelato che mentre
l'elevato ingombro sterico esercitato dal frammento molecolare [Tc(N)(PNP)]2+ non altera l'affinitГ biologica della molecola vettrice verso il proprio recettore, la spiccata lipofilicitГ del core [Tc(N)
(PNP)]2+ ГЁ, invece, responsabile in vivo di un insoddisfacente profilo famacocinetico del
complesso, caratterizzato da un elevato accumulo dell'attivitГ escreta nel tratto gastrointestinale.
Ne consegue che in previsione di un'effettiva applicazione del sistema [M(N)(PNP)]2+ alla medicina
nucleare molecolare (diagnosi/terapia) la modificazione del profilo farmacocinetico di questi
composti ГЁ di primaria importanza. Questo puГІ essere, in parte, ottenuto aumentando le
caratteristiche idrofile del prodotto attraverso l'introduzione di gruppi idrofili sull'atomo di P o di N del
legante PNP (e.i. CH3OCH2CH2-; CH3, HOCH2-). Questi risultati direzionano parte delle attivitГ da
svolgere verso la sintesi di nuovi leganti PNP. Riduzione della lipofilicitГ del complesso finale puГІ
essere ulteriormente ottenuta attraverso introduzione tra il sistema chelante (L) e la BM di opportuni
'spacer'.
Gli interessanti risultati ottenuti con l'isotopo beta emittente 188Re saranno oggetto di pubblicazione
(NMB manuscript in preparation).La sintesi di questi complessi apre la via alla preparazione peptidi
radiomarcati quali potenziali agenti ad azione terapeutica. In quest'ambito l'analogia chimica
esistente tra Re e Tc rende il 188Re particolarmente interessante come componente terapeutico di
una copia di agenti 'matched pair' per la diagnosi e la terapia del cancro.
B) Valutazione dell'applicabilitГ del frammento [M(N)(PNP)]2+ alla preparazione di radiofarmaci di
perfusione.
Studi di biodistribuzione condotti su ratti, di una serie complessi mono-cationici del tipo [Tc(N)(DTC)
(PNP)]+ hanno evidenziato interessanti proprietГ biologiche caratterizzate da: una elevata e
persistente captazione cardiaca, una rapida clearance ematica, una bassa e transiente captazione
epatica e polmonare. La rapida e quantitativa eliminazione dell'attivitГ da tali organi, detti nonbersaglio, permette di ottenere per questi complessi elevati rapporti cuore/fegato e cuore/polmoni,
soprattutto, se comparati a quelli di 99mTc(N)DBODC(PNP5) (lead compound della serie) e dei
traccianti attualmente in uso clinico consentendo di ottenere immagini caratterizzate da un'elevata
qualitГ diagnostica. Tale favorevole profilo farmacocinetico, rende questa classe di composti
particolarmente adatta allo sviluppo di traccianti per l'imaging cardiaco. I risultati conseguiti, saranno
oggetto di brevetto, e potranno essere oggetto di interesse per industrie del settore.
Studi di distribuzione sub-cellulare condotti su miocardio isolato di ratto hanno evidenziato che
99mTc(N)DBODC(PNP5), analogamente a 99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosmin ГЁ intrappolato
nelle strutture mitocondriali grazie alla presenza di un potenziale di membrana negativo. Inoltre,
studi di metabolismo condotti al fine di chiarire il meccanismo di rapida rimozione di tale complesso
dagli organi non bersaglio hanno dimostrato che l'agente viene eliminato nella sua forma nativa, e
che l'escrezione ГЁ mediata da trasportatori Pgp/MDR-Pgp, aspetti questi che lasciano intravedere
la possibilitГ di estendere l'ambito di applicazione di questo tracciante e dei suoi derivati. Questi
risultati sono stati oggetto di pubblicazione: C. Bolzati, et al. J Nucl Med. 49, 1336–1344, (2008). IF=
5,915.
I risultati sopra indicati portano ad una allargamento dell'attivitГ di ricerca. Questo prevede
l'attivazione di ulteriori collaborazioni con il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche dell'UniversitГ di
Padova.
C) Valutazione dell'applicabilitГ del frammento [M(N)(PS)]+ alla preparazione di radiofarmaci
recettore specifici. a) I dati ottenuti da questa ricerca sono stati oggetto di pubblicazione: C. Bolzati,
et al. Inorg. Chem. (2008) in press. IF= 4,123. Attraverso questo studio abbiamo potuto individuare
nel complesso [M(N)Cl(PS)(PPh3)] un nuovo prodotto di partenza per la preparazione di un ampia
gamma di complessi utilizzabili nello sviluppo radiofarmaci sia di perfusione che recettore specifici.
b) La Valutazione dell'applicabilitГ del sistema [99mTc(N)(PS)]+ alla marcatura di BM ГЁ attualmente
in corso.
Prodotti della ricerca (2008)
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progettua
li
0
0
0
Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
0
0
Principali collaborazioni
Le attivitГ da svolgere nell'ambito del progetto sono in collaborazione con:
- Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, UniversitГ di Padova.
-Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB)CNR sezione di Padova
- Reparto di Medicina Nucleare, Istituto Oncologico Veneto, Padova.
- Dipartimento di Scienze Oncologiche e Chirurgiche , Istituto Oncologico Veneto, Padova.
- Centro Ricerche sui Peptidi Bioattivi, CIRPeB, UniversitГ di Napoli "Federico II".
- Dipartimento di Medicina Nucleare, Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori,
Fondazione "G. Pascale", Napoli.
- Forschungzentrum Rossendorf, Institut fГјr Radiopharmazie, Dresden, Germany.
-Harvard University, Boston, USA
- Consorzio Ferrara Ricerche, Ferrara.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
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0
0
0
0
Totale
0
MAteriali Funz ionali Organici per applicaz ioni High-Tech: sistemi molecolari,
supramolecolari e bioibridi (MAFO-HT)
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
MAteriali Funzionali Organici per applicazioni High-Tech: sistemi molecolari,
supramolecolari e bioibridi (MAFO-HT)
Sistemi nanorganizzati con proprieta' elettroniche, fotoniche e magnetiche
Progettazione Molecolare
TAMBURINI SERGIO
Risultati conseguiti
Nuove sintesi organiche e inorganiche di sistemi molecolari ciclici o aciclici ordinati contenenti piГ№
siti di coordinazione. Messa a punto di sistemi altamente selettivi per specie ioniche per il
riconoscimento selettivo di ioni metallici. Messa a punto di macchine molecolari con funzioni (in
soluzione) di site migration e/o transmetallation. Produzione di ossidi misti di esatta stechiometria
provenienti da pirolisi di sistemi organici compartimentali eterobinucleari. Sonde e dispositivi ottici: in
particolare dispositivi ottici (OLED) basati su complessi organici di erbio che emettono in regioni
dell'IR utilizzando peculiari meccanismi di trasferimento di energia dalle frequenze del visibile.
Complessi di Mn con diverse solubilitГ , stabilitГ e nuclearitГ .
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
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4
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Libri
Rapport
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
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AttivitГ editoria
li
0
0
Principali collaborazioni
Prof. P. Di Bernardo – Dip di scienze Chimiche - Università di Padova
Prof. P. Zanonato – Dip di scienze Chimiche - Università di Padova.
Prof. M. Botta – Dip di scienze e tecnologie avanzate - Università del Piemonte Orientale
Prof. S. Aime –Dip di chimica I.F.M. - Università di Torino
Prof. A Caneschi – Dip di Chimica - Università di Firenze
Prof. R. Ungaro – Dip. Chimica Org. e Ind. - Università di Parma
Prof. L. Fabbrizzi – Dip di Chimica Gen. - Università di Pavia
Prof. F. Meinardi – Dipartimento di Scienza dei Materiali -Università di Milano Bicocca.
Prof. M. Bettinelli - Scienze chimiche - UniversitГ degli Studi di VERONA
Prof. A. Speghini - Scienze Tecnologie e Mercati della Vite e del Vino -UniversitГ degli Studi di
VERONA
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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Totale
1
Dispositivi per spintronica a base di strutture ibride organico-inorganico e semiconduttori
magnetici diluiti
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Dispositivi per spintronica a base di strutture ibride organico-inorganico e
semiconduttori magnetici diluiti
Sistemi nanorganizzati con proprieta' elettroniche, fotoniche e magnetiche
Progettazione Molecolare
NATALI MARCO STEFANO
Risultati conseguiti
caratterizzaioni strutturali, morfologiche e magnetiche di films epitassiali MnAs
fabbricazione di micro-OLEDs ITO-PEDOT/PSS-MEH-PPV/Au e ITO-PEDOT/PSS-MEH-PPV/Al
presenteazione di un poster a una conferenza internazionale
nr 3 publicazioni su riviste ISI
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
3
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progettua
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
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Abstrac
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AttivitГ editoria
li
3
0
Principali collaborazioni
Prof. M. Solzi, Dipartimentodi Fisica, UniversitГ di Parma
Prof. G. Mistura, Dipartimento di Fisicia, UniversitГ di Padova
Dr. T. Carofiglio Univ. Padova, dipartimento di Chimica
Dr. V. Rigato, Laboratori nazionali di Legnaro LNL-INFN
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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0
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Totale
0
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e Ottimizzazione del
Processo MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica delle FunzionalitГ delle Superfici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e
Ottimizzazione del Processo MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica
delle FunzionalitГ delle Superfici
Progettazione e modifica su base molecolare di film e di interfacce
Progettazione Molecolare
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e
Ottimizzazione del Processo MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica
delle FunzionalitГ delle Superfici
Progettazione e modifica su base molecolare di film e di interfacce
Progettazione Molecolare
ROSSETTO GILBERTO LUCIO
Risultati conseguiti
I risultati hanno riguardato:
• la definizione delle metodologie di sintesi, purificazione e del comportamento termico di precursori
volatili di zirconio contenenti la diimmina tButN=C(H)C(H)=NtBut (Dimm), quali Zr(Dimm)(BH4)2 e
ZrDimm2;
• la messa a punto del processo MOCVD (operante a pareti fredde) per la deposizione di film
compatti di ZrO2 cubica stabilizzata con differenti ossidi (CaO, MgO, Sc2O3 e Y2O3) da utilizzarsi
come elettroliti nelle SOFC e di un processo Aerosol-CVD per la deposizione film porosi di cermet
di Ni/c-ZrO2 (stabilizzata con i suddetti ossidi) da impiegarsi come anodi nelle SOFC;
• la definizione dei parametri di processo termico di deposizione da fase vapore per l'ottenimento,
mediante utilizzo di complessi amminici di silicio, di depositi di silica come strati barriera contro la
diffusione di ioni del vetro di contenitori destinati ad uso farmaceutico per evitare la contaminazione
e la degradazione di nuovi farmaci;
• la sintesi e caratterizzazione di nanopolveri Al-Cr-O e Al-Mg-O e polveri micro-cristalline con
proprietГ non usuali mediante processo nitrato-urea;
• test di amorfizzazione di polveri micro/nanocristalline mediante processo O2-H2 "flame fusion"
seguito da "quenching" ultrarapido in acqua;
• trattamenti termici di minerali per impieghi gemmologici ed ornamentali e studio dei fenomeni
coinvolti nei trattamenti termici delle zoisiti;
• in collaborazione con un'altra commessa dell'Istituto sono stati preparati alcossidi di calcio mirati al
loro utilizzo in soluzione come consolidanti per il recupero di superfici lapidee.
• attività di caratterizzazione che, oltre a fornire indicazioni sulla composizione, struttura, morfologia
e funzionalitГ dei materiali preparati, ГЁ stata anche impiegata per l'identificazione della natura e
dell'origine dei materiali gemmologici e per lo sviluppo di nuove tecniche relative al loro trattamento;
• comparazione delle proprietà chimico-fisiche di film sottili di ossido di titanio come
fotocatalizzatore ad elevata attivitГ e selettivitГ per l'abbattimento di sostanze inquinanti;
• messa in opera un nuovo reattore MOCVD e realizzazione del software di controllo e
monitoraggio per il processo di deposizione di superreticoli;
• messa a punto di nuovi precursori molecolari basati su alcossidi e acetilacetonati di calcio
contenenti gruppi variamente sostituiti.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
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progettua
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Risultati di
valorizzazi
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applicativa
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Per mantenere il livello scientifico dell'attivitГ del modulo, poter seguire adeguatamente gli sviluppi
della ricerca internazionale e per far fronte ad esigenze e richieste di industrie locali e nazionali
risulta sempre piГ№ evidente la necessitГ di un'immissione graduale di forze giovani e di un rinnovo
del parco strumenti. A tale bisogno si sopperisce in parte avvalendosi di collaborazioni con altri
Istituti CNR e con l'UniversitГ per trovare competenze e, soprattutto, esperienze connesse alla
strumentazione non presente in Istituto. In particolare sono attive collaborazioni con:
• Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo (IMEM-CNR) di Parma per la realizzazione di
sensori per gas basati su nano strutture di ossido di stagno attivato con spot di palladio;
• Università degli Studi di Padova, "Dipartimento di Scienze Chimiche" e "Dipartimento di Fisica" per
l'analisi composizionale di superfici e interfacce rispettivamente mediante XPS e SIMS;
• INFN 'Laboratori Nazionali di Legnaro" per le analisi composizionali mediante tecnica RBS;
• Institute of Inorganic Chemistry, SB-RAS, Novosibirsk, Russia, prof. Igumenov (EPR straniero)
per la caratterizzazione e lo studio del comportamento termico dei precursori per CVD.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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7
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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professionale
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Radiochimica ambientale
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
QualitГ delle acque interne
QualitГ dei sistemi ambientali
Terra e Ambiente
DEGETTO SANDRO
Risultati conseguiti
Sono state messe a punto metodiche di monitoraggio dei potenziali rilasci di radionuclidi da una
discarica di fosfogessi radioattivi dopo la messa in sicurezza d'emergenza. E' stata completata la
campagna di monitoraggio triennale di questo sito e sulla base dei risultati conseguiti sono stati
progettate nuove attivitГ di monitoraggio per i prossimi due anni con l'obiettivo di completare lo
studio per la messa in sicurezza permanente dell'area. Lo studio comprende l'analisi del rischio
connesso alla presenza di 210Po tra i possibili rilasci della discarica.
Particolare impegno ГЁ stato profuso nella preparazione di reports e nella pubblicazione di una nuova
metodologia per la determinazione delle concentrazioni dovute al fondo naturale in aree fortemente
antropizzate. Inoltre sono state messe a punto nuove metodologie radiochimiche per la
determinazione dei flussi di inquinamento aria-acqua-sedimento e aria-suolo.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Le collaborazioni hanno riguardato enti nazionali quali: UniversitГ di Cagliari, UniversitГ di Urbino ,
UniversitГ di Bologna, UniversitГ di Venezia, UniversitГ di Padova, Istituti del CNR, ISMAR-CNR, ed
Enti di Ricerca e Controllo APAT (Roma), CORILA (Venezia); sono stati inoltre mantenuti stretti
legami con l'UniversitГ di Belgrado (TMF) e con l'UniversitГ di Podgorica che ha dato luogo anche a
scambio di ricercatori; sono stati inoltre avviati incontri con L'Istituto Nazionale Britannico di
Oceanografia (OCS Southhampton U.K.).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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AttivitГ RSTL
Film di titanato di bario e stronzio via MOCVD
Responsabile:
GERBASI ROSALBA
Risultati conseguiti
Allo scopo di ottenere via MOCVD film di titanato di bario-stronzio partendo da nuovi precursori, e/o
di titanati c on c ar atter is tic he affi ni, s ono s tati us ati il [Ba( thd) 2( pmdien) ( Meim) ]
(Meim=metilimidazolo) e lo [Sr2(thd)4(imH)2(EtOH)], mentre per il titanio ГЁ stato utilizzato il titanio
tetra-isopropossido. Oltre a questi si sono individuati e studiati dei nuovi precursori di bario, da
utilizzare in questa ricerca. Partendo dal primo precursore utilizzato da noi con successo, che
aveva un punto di fusione di circa 120В°C, si ГЁ proceduto all'ottenimento di altri precursori cambiando
il sostituente R=Me del Meim con: 1) R=Benzil (Bzim=1-benzilimidazolo), punto fusione 63-66 В°C 2)
R=Ph (Phim=1-fenilimidazolo), punto fusione 83-86В°C 3) R=Vinyl (Vinylim=1-vinilimidazolo), punto
fusione 103-107В°C 4) R=Allyl (Allylim=1-allilimidazolo), punto fusione 71-74В°C 5) R=Acetyl (Acim=1acetilimidazolo), punto fusione 155-157В°C La bontГ di questi precursori ГЁ stata inizialmente
verificata per la sola deposizione di titanato di bario; i risultati non sono stati del tutto soddisfacenti
per la tendenza di questi composti a decomporsi prima di passare allo stato vapore; occorrerГ studiare un metodo piГ№ opportuno per il loro utilizzo, quale ad esempio la liquid-injection, molto
costoso e non a nostra disposizione. Negli ultimi 20-30 anni una diminuzione significativa delle
dimensioni dei sistemi per microonde ГЁ stata ottenuta utilizzando nuovi risonatori ceramici fatti da
titanato di Ba e MgTiO3. A tale proposito la ricerca libera si ГЁ orientata anche verso la deposizione
di questi titanati che hanno una costante dielettrica dell'ordine di 20. I precursori utilizzati sono bis(h5-methylcyclopentadienyl)Mg(II) [(Mg(Cp-Me)2] e il tetraisopropossido di titanio. Il precursore di
magnesio non era mai stato usato finora in deposizioni MOCVD; ГЁ un precursore liquido ed
altamente volatile. Le deposizioni furono effettuate a 450В°C, mentre l'input di ciascun precursore
venne regolato modificando la quantitГ di gas di trasporto e la temperatura di evaporazione. I film
analizzati per XRD sono risultati comunque sempre amorfi. Si ГЁ passati ad un trattamento di
annealing fino ad 800°C. Si è così ottenuto che quando il rapporto [Mg(Me-Cp)2/ Ti(OiPr)4] (g/g)
era nel range 1:1 - 1:3, si osservava la formazion di MgTiO3 geikielite, mentre con un rapporto [Mg
(Me-Cp)2/ Ti(OiPr)4] (g/g) = 2:1, si evidenziava la formazione di Mg2TiO4 qandilite.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Molto interessante ГЁ stata la collaborazione con il prof. Claudio Pettinari dell'UniversitГ di Camerino
per la preparazione di nuovi precursori e con il Prof. Agustin Rodriguez dell'UniversitГ La Laguna
delle Isole Canarie (Spagna) per la preparazione dei film. Restano comunque molto attive le
collaborazioni all'interno degli Istituti CNR, e con l'UniversitГ di Padova. Si puГІ considerare anche
una eventuale collaborazione con i Laboratori Nazionali di Legnaro, per la caratterizzazione
elementare dei film e studio del profilo dei vari elementi lungo lo spessore del film.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
0
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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Principali risorse strumentali utilizzate
a
Effetto della forza ionica e della temperatura sulle reazioni di formazione di complessi del
Torio(IV)
Responsabile:
BISMONDO ARTURO
Risultati conseguiti
In sodio perclorato 1.05 molale e negli intervalli di pH e temperatura studiati, il torio(IV) forma tre
specie idrossiliche: Th2(OH)2, Th4(OH)8 e Th6(OH)15, indicate nelle tabelle seguenti, per
semplicitГ di notazione come A, B e C. I valori delle costanti di idrolisi, ottenuti dalle misure
potenziometriche, sono: t logb,A logb,B logb,C 10 -5.23 -20.66 -39.88 25 -4.34 -18.46 -35.19 40
-3.90 -16.22 -32.04 55 -3.13 -14.82 -28.92 70 -2.97 -13.32 -26.36 85 -2.55 -11.90 -24.06 Questi
valori corrispondono ai seguenti valori di energia libera: t DG,A DG,B DG,C 10 28 112 216 25 25
105 201 40 23 97 192 55 20 93 181 70 19 87 173 85 17 81 165 Nella tabella successiva sono
invece riportati i valori dell'entalpia, ottenuti sperimentalmente con misure calorimetriche, e del
fattore entropico della reazione di idrolisi ottenuti dai valori sperimentali e dalla definizione di energia
libera: t DH,A DH,B DH,C DS,A DS,B DS,C 10 119 243 559 321 463 1211 25 118 236 554 312 439
1184 40 134 273 552 354 562 1150 55 137 270 582 357 539 1222 70 155 270 595 396 533 1230 85
126 275 537 304 542 1039 Tutti i dati riportati portano a concludere che, l'idrolisi del torio(IV) cresce
all'aumentare della temperatura poichГ© il fattore entropico, favorevole, aumenta di piГ№ del fattore
entalpico che ha andamento sfavorevole con la temperatura.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
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Libri
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progettua
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Risultati di
valorizzazi
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Abstrac
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Il progetto si inserisce in una giГ avviata collaborazione tra il dott. Arturo Bismondo (ICIS), i proff.
Plinio Di Bernardo e Pierluigi Zanonato (Dipartimento di Scienze Chimiche dell'UniversitГ di Padova)
ed il dott. Linfeng Rao del Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA (USA).
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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Altro
incaricato
professionale
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visitatore
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Principali risorse strumentali utilizzate
Sintesi e caratterizzazione di nuovi complessi di metalli di transizione con finalitГ nel
campo della catalisi e dei materiali
Responsabile:
CROCIANI LAURA
Risultati conseguiti
E' stata messa a punto la sintesi di numerosi complessi eterobimetallici, i quali sono stati anche
caratterizzati mediante spettroscopia NMR e IR e nel caso del derivato con Mn ГЁ stata anche
definita la struttura ai raggi X. Anche nel caso dei complessi di Zr sono stati ottenuti con successo
dei complessi ciclopentadienilici alcossidici di Zr, alcuni di essi caratterizzati da una certa volatilitГ che ne ha permesso l'utilizzo come precursori per l'ottenimento di film di ZrO2.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
0
0
0
Libri
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i
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li
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Risultati di
valorizzazi
one
applicativa
0
Abstrac
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AttivitГ editoria
li
2
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Principali collaborazioni
Si ГЁ collaborato proficuamente con il dipartimento di Scienze Chimiche dell'universitГ di Padova
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
0
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
0
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
0
0
0
0
0
0
0
Totale
0
Principali risorse strumentali utilizzate
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Articoli ISI
1
2
3
4
5
6
M. Favaro, P. Tomasin, F. Ossola, P. A. Vigato - A novel approach to consolidation of historical
limestone: the calcium alkoxides - APPLIED ORGANOMETALLIC CHEMISTRY, Vol. 22, Pagg.
698-704
Barreca D. (1), Gasparotto A (2)., Maccato C. (2), Tondello E. (2), Rossetto G. (3) - A soft
Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition process for the tailored synthesis of SiO2 films THIN SOLID FILMS, Vol. 516, Pagg. 7393-7399
Barison S. 1, Agresti F. 1, Lo Russo S. 2,3, Maddalena A . 1, Palade P. 1,4, Principi G. 1, Torzo
G. 5,6 - A study of the LiNH2-MgH2 system for solid state hydrogen storage - JOURNAL OF
ALLOYS AND COMPOUNDS, Vol. 459, Pagg. 343-347
Armelao L. 1, Bottaro G. 1, Crociani L. 2, Seraglia R. 1, Tondello E. 1, Zanella P. 2 - A versatile
single-source precursor for the synthesis of LaCoO3 films - MATERIALS LETTERS, Vol. 62,
Pagg. 1179-1182
Vigato P.A. 1, Tamburini S. 1 - Advances in acyclic compartmental ligands and related
complexes - COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS, Vol. 252, Pagg. 1871-1995
Schlesinger J. 1, Koezle I. 1, Bergmann R. 1, Tamburini S. 2, Bolzati C. 2, Tisato F. 2, Noll B. 1,
Klussmann S. 3, Vonhoff S. 3, Wuest F. 1, Pietzsch H.J. 1, Steinbach J. 1 - An 86Y-labeled
mirror-image oligonucleotide: influence of Y-DOTA isomers on the biodistribution in rats. BIOCONJUGATE CHEMISTRY, Vol. 19, Pagg. 928-939
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Brigo L. 1, Carofiglio T. 2 , Fregonese C. 2, Meneguzzi F. 1, Mistura G. 1, Natali M. 3, Tonellato
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Metallocene Triad: Mixed-Valence Properties of [(FeCp)3(trindenyl)] Isomers** - ANGEWANDTE
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Mazzega Sbovata S. 1, Bettio F.2, Marzano C. 2, Tassan A. 1,Mozzon M.1, Bertani R. 1,
Benetollo F.3, Michelin R. A. 1 - Synthesis, characterization and cytotoxic activity of substituted
benzyl iminoether Pt(II) complexes of the type cis- and trans-[PtCl2{E-N(H)@C(OMe)CH2–
C6H4–p–R}2] (R = Me, OMe, F). X-ray structure of trans-[PtCl2{E-N(H)@C(OMe)CH2–C6H4–
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Alidori S. 1, Gioia Lobbia G. 1, Papini G. 1, Pellei M. 1, Porchia M. 2, Refosco F. 2, Tisato F. 2,
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derived from hydrophilic tris(hydroxymethyl)phosphane and 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane
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Bolzati Cristina 1, Cavazza-Ceccato M. 2, Agostini S. 2, Tisato F. 1, Bandoli G. 2 - Technetium
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Sada C. (5), Rossetto G. (6), Gross S. (7) - UV-photopolymerisation of poly(methyl
methacrylate)-based inorganic-organic hybrid coatings and bulk samples reinforced with
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Morozova N. (1), Zherikova K.V. (1), Baidina I. A. (1), Sysoev S. V. (1), Semyannikova P. P. (1),
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derivatives - JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS, Vol. 69, Pagg. 673-679
Brigo L. 1-2, Natali M. 3, Pierno M. 1-2, Mammano F. 1-4, Sada C. 1-2, Fois G. 1-2, A. Pozzato
1-5, dal Zilio S. 1-5, Tormen M. 5, Mistura G. 1-2 - Water slip and friction at a solid surface JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 20, Pagg. 354016-354020
Articoli non ISI
1
2
3
Barison S., Battagliarin M., S. Boldrini S., Chiodelli G., Doubova L., Fabrizio M., Gerbasi R.,
Malavasi L., MortalГІ C. - BaCe1-x-yZrxYyO3-d proton conductors: the role of the synthetic route
on their properties - Electrochemical Society Transactions, Vol. 11, Pagg. 89-96
Bianchin S., Favaro M., Vigato P.A.. - Beni Culturali e Scienza L'insegnamento di Umberto Baldini
al Consiglio Nazionale delle Ricerche - Critica d'Arte , Ottava Serie, Vol. 32, Pagg. 77-84
Apitz S. E. , Degetto S. , Cantaluppi C. - The use of statistical to separate natural background
and anthropogenic concentrations of trace elements in radio-chronologically selected surface
sediments of the Venice Lagoon - Journal of Marine Pollution, Vol. , Pagg. -
Articoli in atti di Convegno
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Favaro M., Ossola F., Tomasin P. Vigato p.a., Rossetto G., He Habra N. Casarin M. - A novel
approach to compatible and durable consolidation of limestone - 11th International Congress on
Deterioration and Conservation of Stone, Torun - Poland
Favaro M., Ossola F., Tomasin P. , Vigato P.A., Rossetto G., El Habra N. - Calcium alkoxides: a
new promising route to consolidation of deteriorated limestone - CHRESP Conference, Lubiana
Daniele S., Baldo A.M., Battistel D., Bragato C., Gerbasi R. - Characterisation of Pt/ti02 And Pt/
al203 Thin Films And Nanocomposites for Electrochemical Sensors Applications - 59th annual
meeting, Congresso ISE 2008, Siviglia, Spagna
Battiston S., Bolzan M., Favaro M., Gerbasi R., Pagura C. Visentin F. - Design of a new fluidizedbed MOCVD reactor for TiO2 coating of carbon nanohorn powders - SAMIC 2008, Bressanone
Bianchin S., Favaro M., Vigato P.A. - Diagnosis, monitoring, maintenance: results and
perspectives - TECHA 2008, ROMA
Barison S., Boldrini S., Doubova L., Fabrizio M., C. MortalГІ, Gerbasi R. - ELECTRODIC AND
ELECTROLYTE MATERIALS FOR IT-SOFCs, - !В° FORUM Nazionale dei Giovani Ricercatori di
Scienza e Tecnologia dei Materiali, Bressanone
AjГІ D. - El estudio espectroscopico de materiales gemolГІgicos pertenecientes a Obras del
Patrimonio Històrico-artistico y la Artesanìa - Jornadas Internationales sobre la Gemologia
Scientifica en la Sociedad Actual, Zaragoza
Adducci F., Buccolieri A., Buccolieri G., Casciaro R., Castellano A., Favaro M., Melica D., Miotto
L., Quarta Colosso P. - Il restauro del rilievo in cartapesta Madonna con Bambino di Jacopo
Sansovino - Xi Congresso Nazionale di Chimica per l'Ambiente e i Beni Culturali 16-20 giugno,
Muggia (TS)
Favaro M., Bianchin S., Rauli S., Vigato P.A. - Indagini chimico-fisiche per la caratterizzazione
dei dipinti di Giovanni Fattori conservati presso la Galleria d'Arte Moderna a Palazzo Pitti (FI) Effetto Luce: materiali, tencica, conservazione della pittura dell'Ottocento - 13-14 novembre,
Firenze
Favaro M., Bianchin S. Casellato U., Soranzo M., Campagnaro A., Pettenon B. - Nanolayers
efficiency as surface treatment for building materials - NANOTEC2008, Nanotechnology for
Industry 2015, Venezia
Barison S., Battagliarin M., Boldrini S., Cavallin T., Daolio S., Doubova L., Fabrizio M., Gerbasi R.,
MortalГІ C. - Nanostructured BaxCe1-x-yZrxYyO3-d proton conductors as electrolyte for
intermediate temperature solid oxide fuel cells - Nanotec 2008, Venezia
Barison S., Battiston S., Boldrini S., Bolzan M., Daolio S., Doubova L., Fabrizio M., Fiameni S.,
Gerbasi R., Meneghetti M., Miorin E., Montagner F., MortalГІ C., Pagura C - New hybrid material
SWCNH/TIO2 obtained via MOCVD - SAMIC 2008, VENEZIA
Battiston S., Boldrini S., Doubova L., Fabrizio M., Gerbasi R. Gross S:, Moirin E., Montagner F.,
Pagura C., Daolio S., - Photo-activity of doped/undoped nanostructured titanium oxide thin films
deposited via RF magnetron sputtering - 59th annual meeting, Congresso ISE 2008, Siviglia,
Spagna
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Battiston S., Bolzan M., Fabrizio M., Fiameni S., Gerbasi R., Meneghetti M., Miorin E., MortalГІ C.,
Pagura C - Single wall carbon nanohorns coated with nanostructured anatase titanium oxide Joint ICTP-KFAS Workshop on Nanoscience for Solar Energy Conversion, 27 - 29 October
2008, Miramare - Trieste
Bolzati C., Cavazza-Ceccato M., Agostini S., Refosco F., Tokunaga S., Casara D., Dolmella A.,
Bandoli G. - Sub-cellular distribution and metabolism studies of the potential myocardial imaging
agent [99mTc(N)(DBODC)(PNP5)]+ - 8th Workshop on Pharmaco Bio-Metallics - 24-26 ottobre,
Ravenna
Bolzati C., Cavazza-Ceccato M., Refosco F., Dolmella A., Bandoli G. - Synthesis and biological
evalutation of new [Tc(N)(R2PS9]-based mixed comppounds as analogues of WAY 100635 - 8th
Woprkshop on Pharmaco Bio-Metallics - 24-26 ottobre, Ravenna
Porchia M., Benetollo F., Refosco F., Tisato F., Gandin V., Marzano C. - Synthesis of a series of
Cu(I) derivatives containing PTA, PTAH and mPTA ligands and evaluation of their cytotoxic
activity - 8th Worshop on Pharmaco Bio-Metallics 24-26 Ottobre, Ravenna
Doubova L., Barison S.,Battagliarin M.,Boldrini S.,Cavallin T., Fabrizio M.,Gerbasi R.,MortalГІ C. The conductivity of BaxCe1-x-yZrxYyO3-d proton conductors as electrolyte for intermediate
temperature SOFCs - 59th annual meeting of the International Society of Electrochemistry,
Electrochemistry Down to the Molecular Level: Interfacial Science for Life and Technology,
Seville, Spain
Favaro M. Tomasin P., Ossola F., Vigato P.A. - The future challenge for building heritage
conservation: analyses down to the nanometric scale - NANOTEC2008, Nanotechnology for
Industry 2015, Venezia
Libri
1
Natali M. 1, Y.Chen 2 - Magnetization reversal and vortex chirality correlation in ferromagnetic
dot arrays - Electromagnetic, Magnetostatic, and Exchange-Interaction Vortices in Confined
Magnetic Structures, E.O. Kamenetskii - Transworld Research network, Kerala
Rapporti
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Bianchin S., Favaro M. - Determinazione della presenza di trattamento superficiale su una
piastrella di cotto in opera e confronto con una piastrella non in opera e non trattata
Bianchin S., Favaro M. - Dipinti murali di G. Thanner (Sec. XV) nella Chiesa di San Silvestro
Papa, racchiuso di Attimis (UD). Caratterizzazione della tecnica esecutiva e dello stato di
conservazione
Bianchin S., Favaro M., Vigato P.A. - Indagini chimico-analitiche sull'affresco staccata "La
Visitazione della Vergine" - Atrio della SS. Annunziata, Firenze
Favaro M., Bianchin S. - Indagini composizionali e morfologiche su superfici di materiali lapidei e
ceramici
Bianchin S., Casellato U., Favaro M. - Indagini diagnostiche per il recupero conservativo della
Pala del Romanino custodita presso il Museo Civico di Padova
Bianchin S., Favaro M., Vigato P.A. - Indagini diagnostiche per il recupero conservativo della
biblioteca Carmeli dell'Istituto Amedeo di Savoia, Padova
Bianchin S., Favaro M., Vigato P.A. - Indagini diagnostiche per il restauro dei bassorilievi
raffiguranti ritratto femminile e virile, custoditi presso i Musei Civici di Vicenza
El Habra N., Rossetto G. Bolzan M. - Nanosistemi inorganici ed ibridi per lo sviluppo e
l!innovazione di celle a combustibile
El Habra N. Casarin M., Rossetto G. - Ottimizzazione del processo MOCVD per la deposizione
di film sottili nanostrutturati di materiali avanzati da utilizzarsi in Celle a Combustibile a Stato
Solido (SOFCs)
Degetto S. - Progetto COWAMA
Risultati progettuali
1
Favaro M., Casellato U., Ossola F. - CHIESA DI SAN GEREMIA, VENEZIA
AttivitГ editoriali
1
Vigato P.A. - Journal of Cultural Heritage
Principali risorse strumentali dell!Istituto
Sintesi e caratterizzazione di composti inorganici, organometallici e organici
Oltre alle normali dotazioni per laboratori chimici, si ha disponibilitГ di attrezzature per la sintesi e
manipolazione in condizioni anaerobiche di composti sensibili all'ossigeno e all'umiditГ . Queste
consistono in tre linee dry-boxes (M-Braun) ad atmosfera controllata con relativo banco di ricircolo
e purificazione del flusso di gas inerte (azoto) che ГЁ possibile mantenere a valori di concentrazione
di ossigeno e acqua minori di qualche ppm.
La caratterizzazione chimico-fisica, rivolta a definire la composizione e la struttura molecolare dei
composti sintetizzati, si effettua grazie a strumentazione di analisi elementare (Fisons Instruments
EA 1108), diffrattometria a cristallo singolo (diffrattometro Philips)e utilizzando diverse tecniche
spettroscopiche come: spettrofotometria FTIR (ATI Mattson Genesis), UV-Vis (Unicam UV500),
1H, 13C e multi nucleo NMR (Bruker AMX 300).
La determinazione della volatilitГ del loro comportamento termico vengono individuati grazie alla
misura della loro tensione di vapore e indagine termo gravimetrica (Netzsch - STA 429).
Sintesi e caratterizzazione di material e superfici
Per l'ottenimento di materiali massivi, di polveri a struttura nanometrica, di rivestimenti o di films
sottili vengono utilizzati rispettivamente strumentazione Verneuil e vari reattori CVD assemblati
secondo le necessitГ richieste dal processo di deposizione per il materiale da ottenere e collegati
ad un spettrometro di massa (VG SXP elite) o uno spettrofotometro IR (ATI Mattson Genesis) per
l'analisi dei co-prodotti di reazione. In tal caso si tende ad ottimizzare i parametri del processo di
deposizione per ottenere il materiale con le proprietГ desiderate. Mentre per la caratterizzazione
composizionale, strutturale e morfologica dei materiali ottenuti e per la diagnostica su superfici di
manufatti artistici si dispone di: ICP ottico (Thermo Jarrell Ash - Iris AP), diffrattometro per polveri e
film (Philips X'Pert PW 3710), profilometro (KLA tencor), microscopio stereo e microscopio
metallografico anche con luce UV, microscopio a forza atomica (DME Dualscope), microscopio
elettronico a scansione (ESEM-EDS), Spettrometri Micro-FTIR. Infine la caratterizzazione
funzionale delle proprietГ elettriche, ottiche e meccaniche viene ottenuta rispettivamente mediante
misure di effetto Hall, fotoluminescenza con criostato per misure fino a 4K (Laser Point) e nano
indentazione (Micromaterial Ltd).
Analisi di matrici ambientali
Per la determinazione di radionuclidi si utilizzano spettrometro gamma ad alta risoluzione al Ge
iperpuro (Packarg-Cobta II) e alfa e beta ad alta risoluzione (PACKARD CANBERRA - TRI-CARB
2550 TR/AB), contatore a scintillazione liquida (per la misura di alfa e beta emettitori) e
strumentazione di misura in continuo della concentrazione di gas radon (costruito da ENEL
divisione ambiente). Mentre per la determinazione della concentrazione elementale in matrici
diverse si utilizzano spettrometro a fluorescenza a raggi X a dispersione di energia (Spectro - XLAB 2000) e in riflessione totale (ITALSTRUCTURES - TX2000).
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
L'attivitГ dell'Istituto, in accordo con le tendenze nazionali ed internazionali nel campo dei materiali,
si ГЁ rivolta principalmente a tematiche di sviluppo di materiali e sistemi nanostrutturati e allo studio,
funzionalizzazione e caratterizzazione delle superfici in relazione alla loro struttura nanometrica. Le
varie indagini si basano sull'interazione costante tra ricerche di base orientate e ricerche industriali
e questo ha permesso di sfruttare adeguatamente le opportunitГ offerte dalla collaborazione con i
settori produttivi nazionali e territoriali. Gli studi di base affrontati hanno infatti rappresentato elementi
di innovativitГ con risultati che sono di interesse al mondo produttivo in quanto possono dare un
contributo per lo sviluppo di applicazioni industriali. Inoltre le competenze acquisite dal personale nei
vari settori hanno costituito uno strumento essenziale per offrire una qualificata offerta di ricerca
industriale, dare risposte a diverse problematiche di chimica applicata e fornire consulenze e servizi
di elevata qualitГ per lo studio dei problemi chimici nei campi della scienza dei materiali, nel settore
ambientale e dei beni culturali in ambito locale e nazionale. Tutto questo ha rappresentato una valida
fonte di risorse finanziarie per l'Istituto grazie a significative entrate per prestazioni conto-terzi e
contratti di ricerca. l'ICIS sta reagendo con efficacia alle notevoli criticitГ che la ricerca italiana sta
vivendo ormai da parecchio tempo e che sono tali da destare profonde preoccupazioni. Infatti tali
negativitГ si traducono essenzialmente nella scarsitГ di fondi e impediscono di procedere ad una
efficiente programmazione che ГЁ un elemento fondamentale per conseguire risultati significativi nel
campo della ricerca scientifica.
L'ICIS, come tutti gli altri Istituti, ha ricevuto finanziamenti di gran lunga inferiori alle necessitГ nel
senso che questi non coprono nemmeno le spese generali (cogenti). Pertanto si ГЁ dovuto attingere
a fondi derivanti da fonti alternative a quella ordinaria, necessitГ che ha creato malcontenti e
qualche conflittualitГ tra il personale.
Va infine ricordato che l'Istituto puГІ giocare un ruolo importante nella crescita economica
complessiva del Paese svolgendo un ruolo strategico nel trasferimento di nuove tecnologie
attraverso l'innovazione sul settore dei materiali utili alla produzione di beni destinati a determinare in
modo sostanziale le caratteristiche di molti prodotti finiti. L'istituto ГЁ costantemente impegnato su tali
tematiche, ma trova continui ostacoli nel superare alcuni punti di debolezza rappresentati dalla
mancanza di:
• possibilità di reclutamento di personale giovane, di diversa provenienza disciplinare e motivato a
cui offrire prospettive future dignitose;
• utilizzabilità di spazi dotati di impiantistica specialistica;
• certezza e puntualità delle risorse finanziarie assegnate all'Istituto ed eventuale integrazione delle
risorse per consentire la rendicontazione finale di contributi da terzi, per esempio copertura delle
quote eccedenti di ammortamento per apparecchiature;
• possibilità di pianificare a medio termine con un minimo di sicurezza sulle risorse;
• ripristino dell'affidabilità delle apparecchiature (nella maggior parte installate da oltre dieci anni con
conseguenti fermi prolungati per manutenzione e riparazione che rallentano lo svolgimento della
ricerca);
• disponibilità economica che consenta l'allocazione di risorse idonee per il mantenimento, rinnovo e
potenziamento del parco strumentazione.
In conclusione si ritiene che l'ICIS stia reagendo con efficacia alla difficile situazione in cui si trova
attualmente l' Ente ma si fa presente che se questo trend congiunturale continuerГ ancora sarГ molto difficile garantire e mantenere l' efficienza dell' Istituto ad un livello tale da svolgere la propria
missione.
Elementi di autovalutazione
L'attivitГ svolta dall'ICIS nel corso del 2008 si ГЁ rivolta, in accordo con le linee programmatiche
dell'Istituto, alle seguenti aree tematiche:
- tecnologie di superficie e deposizione di film nano strutturati a diversa funzionalitГ ,
- sintesi, caratterizzazione strutturale e funzionale di sistemi molecolari,
- sintesi di materiali e tecniche di caratterizzazione per applicazioni a problematiche connesse
all'ambiente e ai beni culturali.
Le ricerche sono state svolte nell'ambito dei dipartimenti: Progettazione Molecolare, Patrimonio
Culturale e Terra e Ambiente. Tale frammentazione fra i tre dipartimenti non impedisce l'interazione
e l'instaurarsi di collaborazioni tra le diverse commesse dell'Istituto le cui attivitГ sono indirizzate
verso direttrici, di forte attualitГ e innovazione, rivolte alla progettazione, sintesi non convenzionale,
caratterizzazione e modulazione delle proprietГ di sistemi chimici a diverso grado di complessitГ applicate alle seguenti aree:
- sviluppo sostenibile e sicurezza ambientale,
- salute e miglioramento della qualitГ della vita
- sviluppo di sistemi nano strutturati a diversa funzionalitГ .
Temi in sintonia con le linee strategiche e prioritarie del DPM che risulta essere il dipartimento guida
dell'ICIS.
Le attivitГ consistono in una serie di interventi rivolti allo sviluppo di conoscenze di base,
fondamentali e a carattere strategico svolte con larga collaborazione di gruppi accademici
internazionali e nazionali e che si avvalgono di contributi da parte di Enti esterni al CNR: fondi MIUR
di progetti FIRB e FIRS. Altre attivitГ , con caratteristiche piГ№ applicative, finalizzate allo sviluppo di
materiali e processi constano di azioni per il trasferimento tecnologico, la fornitura di consulenze e
servizi e l'esecuzione di programmi di ricerca concordati con imprese nazionali (Edison S.p.A) e
territoriali (Nuova OMPI S.r.l., Fila S.r.l.) e/o finanziati dai programmi di sostegno all'innovazione
della Regione Veneto.
I risultati conseguiti nel corso del 2008 vengono di seguito elencati:
Nel settore della sintesi di nuovi composti come precursori molecolari per sistemi piГ№ complessi con
desiderata funzionalitГ si desidera segnalare:
- La messa a punto della sintesi di composti di coordinazione e organometallici di zirconio e
alluminio, caratterizzati da una significativa volatilitГ , come precursori nei processi MOCVD e ALD
per l'ottenimento dei rispettivi ossidi.
- La preparazione di alcossidi di calcio solubili in solventi organici commerciali per l'ottenimento di
soluzioni da utilizzare per la deposizione di nanolayers con funzione protettiva e consolidante per
materiali litoidi.
- Lo sviluppo di nuove metodologie di sintesi di sistemi aciclici e macroaciclici ordinati contenenti piГ№
siti di coordinazione e la preparazione dei relativi complessi omo- e/o eteropolinucleari contenenti
ioni metallici del blocco d ed f.
- Le procedure per la funzionalizzazione di sistemi e/o l'inserzione di sistemi foto- o redox- attivi per
la predisposizione di dispositivi ottici basati su fenomeni di Energy Transfer con componenti che
assorbono nel visibile e/o nel vicino infrarosso.
Nel settore della progettazione e sintesi di sistemi molecolari inorganici per diagnosi e terapia
particolare rilievo hanno avuto:
- Lo sviluppo di una serie di complessi fosfinici di rame stabili e idrosolubili dotati di notevole attivitГ citotossica in vitro verso linee cellulari tumorali umane. La marcatura con l'isotopo 64Cu ha
dimostrato la loro potenzialitГ come radiofarmaci sia nella diagnostica che nella terapia.
- La preparazione di radiofarmaci di perfusione a base di complessi mono-cationici di tecnezio
contenenti il core nitruro e leganti fosfinici e ditiocarbammici. Tali composti hanno un favorevole
profilo farmacocinetico (elevata e persistente captazione cardiaca, rapida clearance ematica e
bassa e transiente captazione epatica e polmonare, cioГЁ vengono eliminati rapidamente dagli organi
non-bersaglio) che li candida all'impiego come traccianti per l'imaging cardiaco.
- Lo studio di un nuovo frammento metallico a base di tecnezio o renio nitruro e un fosfinotiolo come
legante ancillare e l'individuazione di un nuovo prodotto di partenza per la sintesi di una serie di
complessi utilizzabili nello sviluppo di radiofarmaci sia di perfusione che recettore specifici.
- La sintesi di complessi di Mn con particolari proprietГ magnetiche da utilizzare come mezzi di
contrasto per analisi MRI.
Nel settore dell'innovazione tecnologica e dei materiali si segnala:
- L'ottimizzazione del Processo MOCVD per la crescita di film sottili o rivestimenti ossidici con
specifiche funzionalitГ . In particolate risultati soddisfacenti sono stati ottenuti per le deposizioni da
fase vapore di: film di zirconia cubica stabilizzata con differenti ossidi da impiegarsi come elettroliti
solidi nelle celle a combustibile (SOFC), rivestimenti con materiali ossidici ad elevata stabilitГ chimica per la passivazione delle superfici ad alta temperatura in ambienti corrosivi e per
applicazioni tribomeccaniche, films sottili di ossido di titanio come catalizzatori ad elevata attivitГ e
selettivitГ per l'abbattimento di sostanze inquinanti e prove preliminari della loro funzionalitГ in
processi di fotodegradazione e infine strati barriera di silica contro la migrazione di ioni di materiali
vetrosi.
- La preparazione mediante processo Aerosol-CVD per la deposizione di film porosi di cermet di Ni/
c-ZrO2 (stabilizzata) da impiegarsi come anodi nelle SOFC.
- Sintesi di ceramiche nanostrutturate (nanopolveri di ossidi semplici e misti) con nuove proprietГ multifunzionali quali superdurezza, tenacitГ , elevata stabilitГ termica, trasparenza in un ampio range
spettrale ottenute mediante processo nitrato-urea e/o processo Ossigeno-Idrogeno "flame fusion"
seguito da "quenching" ultrarapido in acqua.
- Trattamenti termici di minerali per impieghi gemmologici ed ornamentali e studio dei fenomeni
coinvolti nei trattamenti termici delle zoisiti.
Nel settore dei Beni Culturali hanno riguardato lo sviluppo di conoscenze sulla conoscenza
materica e descrizione dello stato di conservazione e di metodologie di intervento di siti, manufatti.
Particolare rilievo hanno avuto:
- La validazione di protocolli di analisi per la definizione dello stato di conservazione di superfici a
diversa tipologia materica e l'identificazione di markers di degrado per la diagnosi su superfici
trattate con polimeri.
- La caratterizzazione dello stato di conservazione e la definizione di materiali e metodologie
conservative per il restauro di numerose opere d'arte, i.e. facciata della Chiesa di San Geremia a
Venezia, i dipinti di Giovannio Fattori al GAM di Firenze, ceramiche nestoriane del Turkmenistan
etc., in collaborazione con gli organi di tutela competenti.
- Il ruolo, dal 2006, di Editore dell'ICIS della rivista internazionale "Journal of Cultural
Heritage" (pubblicazione ISI con Impact factor) pubblicata da Elsevier SaS, rivista finalizzata alla
valorizzazione e al trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca e la divulgazione scientifica, in
accordo con le finalitГ istituzionali dell'Ente.
Nel settore ambientale sono state rilevanti:
- L'aumento delle conoscenze fondamentali sul destino delle sostanze radioattive naturali ed
artificiali presenti nell'ambiente e dei loro trasferimenti tra i principali comparti ambientali.
- Il completamento del Progetto CoWaMa (Coastal Water Management) che coinvolge Italia- Serbia
e Montenegro rivolto allo studio dell'ecosistema marino costiero delle Bocche di Cattaro in tutte le
sue componenti: sedimenti, acqua e biota.
- Il completamento delle indagini chimiche e radiochimiche previste su acque di laguna e residuali
prodotte nell'intervento di bonifica dell'area demaniale "I Pili" per il controllo delle differenze di
concentrazione di attivitГ di 226 Ra e 210 Po tra le acque in uscita rispetto alle concentrazioni
verificate nel corpo ricettore.
CriticitГ I risultati descritti confermano la capacitГ dell'ICIS di progredire nella missione assegnata sebbene,
da alcuni anni, le assegnazioni del finanziamento dei fondi ordinari non siano sufficienti a coprire
nemmeno le spese necessarie alle utenze e quindi del tutto inadeguate a garantire l'attivitГ di
ricerca dell'Istituto. Nel 2008 questa ГЁ stata mantenuta grazie alla capacitГ del personale di
acquisire finanziamenti tramite contratti attivi, le difficoltГ diventano perГІ sempre piГ№ pesanti e
rischiano di far perdere competitivitГ all'Istituto. Va, infatti, ricordato che il parco strumenti sta
diventando sempre piГ№ obsoleto e la disponibilitГ economica non sufficiente non permette di
pianificare a medio termine con un minimo di sicurezza l'allocazione di risorse idonee per il
mantenimento, rinnovo e potenziamento della strumentazione. Inoltre l'incertezza della consistenza
e della puntualitГ dei finanziamenti ostacola la rendicontazione finale di contributi da terzi non
consentendo, per esempio, la copertura delle quote eccedenti l'ammortamento per
apparecchiature. A tutto questo si deve aggiungere la situazione del personale, ГЁ in corso infatti una
progressiva diminuzione del personale che non viene rimpiazzato, si perdono professionalitГ e
specializzazioni relative a funzioni essenziali con conseguenze negative che si riflettono
ovviamente su una progressiva dequalificazione dei risultati e su una paralisi dell'organizzazione.
Attualmente si fa fronte alle carenze con personale a tempo determinato, in parte retribuito dalla
Sede Centrale, ma per lo piГ№ con fondi acquisiti tramite contratti attivi. Tutto questo si traduce in
difficoltГ a programmare l'attivitГ , con possibili conseguenze su collaborazioni, impegni e contratti
con soggetti pubblici e privati.
Proposta di interventi organizzativi
Per il 2009 si riterrГ opportuno apportare alcune leggere modifiche alle commesse presentate
precedentemente. Viene chiuso il modulo PM.P04.006.001 / Dispositivi per spintronica a base di
strutture ibride organico-inorganico e semiconduttori magnetici diluiti con responsabile il Dr. Marco
Natali, e si propone l'apertura, sempre con la responsabilitГ del Dr. Marco Natali, di un nuovo
modulo PM.P05.001.004 / Nanodispositivi plasmonici e metamateriali che viene aggregato nella
commessa PM.P05.001 / Progettazione di Nuovi Precursori Molecolari per Nanosistemi e
Ottimizzazione del Processo MOCVD per la Fabbricazione e/o Modifica delle FunzionalitГ delle
Superfici. L'operazione ГЁ stata suggerita dalla possibilitГ di aprire nuove e fattive collaborazioni con
il TASC-Trieste e Nanofab-Venezia. L'attivitГ , infatti, si inserisce nell'ambito piГ№ ampio dello sviluppo
di un nuovo laboratorio padovano sulla "plasmonica" (LANN-Padova) che sarГ situato nell'area
della ricerca del CNR di Padova. Si segnala infine la proposta di apertura di un nuovo modulo
INT.P10.003.002 / Progettazione di interventi conservativi con la responsabilitГ del Dr. Pietro
Alessandro Vigato che afferisce ad un progetto interdipartimentale inserito nella commessa:
INT.P10.003 / Offerta di metodologie e tecnologie chimiche, geochimiche e biologiche per la
conservazione e la valorizzazione attiva presso l'Istituto per la conservazione e valorizzazione dei
beni culturali (ICVBC).
Per quanto riguarda le azioni che interessano l'attivitГ dell'Istituto nella sua generalitГ , si propone di
avviare una serie di interventi finalizzati a limitare gli aspetti negativi dovuti ai punti di debolezza
(carenze di personale e di risorse) prima esposti. Si ritiene pertanto opportuno rafforzare l'impegno
per un migliore utilizzo delle risorse disponibili e quindi intraprendere azioni per massimizzare
l'integrazione e lo scambio culturale tra i diversi ricercatori dell'Istituto, avviare una discussione e un
confronto per favorire la dinamica di coordinamento e di aggregazione delle attivitГ di ricerca, per
perseguire obiettivi comuni ed evitare la frammentazione delle risorse. Una loro migliore
utilizzazione e una piГ№ efficiente organizzazione delle forze permetterГ di programmare l'attivitГ in
modo razionale e utile per tutto l'Istituto, di migliorare sia la qualitГ scientifica dei progetti di ricerca di
base sia di rendere piГ№ efficace il loro impatto sul mondo produttivo, di porre rimedio al
frazionamento delle linee di ricerca e caratterizzare maggiormente l'identitГ dell'Istituto. Attenzione
sarГ anche posta per rendere l'Istituto capace di: dialogare con altre realtГ di ricerca pubbliche e
private operanti nel territorio, sfruttare tutte le occasioni che possono svilupparsi da avvio di
collaborazioni con settori produttivi, proporsi con risultati rivolti al trasferimento tecnologico e con
consulenze e servizi alle imprese. L'attivitГ dell'Istituto dovrГ pertanto basarsi sull'interazione
costante tra ricerche di base orientate e ricerche industriali, va per esempio considerato il ruolo
importante che le innovazioni sul settore dei materiali possono giocare nella crescita economica
complessiva in quanto sono in grado sia di favorire lo sviluppo del sistema economico producendo
beni destinati a determinare in modo sostanziale le caratteristiche di molti prodotti finiti sia di
svolgere un ruolo strategico nel trasferimento di nuove tecnologie attraverso l'innovazione. SarГ pertanto fondamentale misurare la qualitГ scientifica dei progetti e dei risultati sulla base del loro
effettivo impatto sul mondo produttivo e non trascurare azioni tendenti ad individuare e realizzare
iniziative finalizzate alla promozione a livello locale e nazionale di contatti tra imprese e l'Istituto per
identificare esigenze stimoli, richieste e quindi essere pronti e preparati a sfruttare ogni possibile
interesse del mondo produttivo, acquisire capacitГ brevettuale e attivare ulteriori energie e
professionalitГ sugli obiettivi dell'Istituto. Si propone pertanto di intervenire sull'organizzazione della
ricerca dell'Istituto, orientandola su direttrici che, pur facendo tesoro delle competenze esistenti piГ№
qualificanti, sappiano rispondere a domande poste dalle imprese e siano funzionali all'apertura di
collaborazioni con aziende ed enti/istituzioni pubblici o privati del territorio in termini di
consolidamento di rapporti giГ esistenti, incremento e potenziamento delle attivitГ di ricerca con
forte vocazione applicativa e sviluppo di trasferimento tecnologico. Le competenze acquisite dal
personale nei vari settori costituisce uno strumento essenziale per offrire una qualificata offerta di
ricerca industriale, dare risposte a diverse problematiche di chimica applicata e fornire consulenze
e servizi di elevata qualitГ per lo studio dei problemi chimici nei campi della scienza dei materiali, nel
settore ambientale e dei beni culturali in ambito locale e nazionale; tali attivitГ dunque potranno
costituire valide fonti di risorse finanziarie per l'Istituto. Si ritiene utile ricordare che il tessuto
industriale del Paese e in particolare quello del Veneto ГЁ caratterizzato da imprese di piccole
dimensioni che a volte possono aver bisogno anche di un semplice supporto strumentale, ma
spesso non ne conoscono l'esistenza, le potenzialitГ e la localizzazione; appare pertanto utile
pubblicizzare adeguatamente le competenze e le prestazioni disponibili nell'Istituto presso le
aziende del territorio mediante interventi divulgativi per illustrare le potenzialitГ della ricerca, nuove
tecniche di sintesi di materiali, messa a punto di processi e di prodotti, applicazioni delle
nanotecnologie, fornitura di soluzione personalizzate e sviluppo di tecniche analitiche. Si spera in tal
modo di aumentare gli introiti per prestazioni conto-terzi e contratti di ricerca e disporre pertanto di
co-finanziamenti per l'acquisto di nuova strumentazione e per l'aggiornamento dell'esistente, in
modo da potenziare le capacitГ analitiche dell'Istituto rendendolo piГ№ competitivo nel territorio. Infine
l'analisi dell'anzianitГ del personale indica che nel 2009 si avranno delle cessazioni dal servizio di
alcune unitГ di personale con conseguenti perdite di professionalitГ , si spera che ci possa essere
almeno possibilitГ di reclutamento di personale giovane, di diversa provenienza disciplinare da
assegnare alle attivitГ ritenute prioritarie e di ricostruire gli organigrammi a forma piramidale con un
maggior coinvolgimento di personale motivato a cui affidare incarichi di responsabilitГ .
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
321
2.715
355
393
Totale
676
3.108
Risorse da
esercizi
precedenti
77
122
Totale
generale
753
3.231
per ricercatore
operante nell'Istituto
30
129
Istituto di cristallografia
Direttore:
Sede principale:
Articolazione territoriale:
Sito web dell'Istituto:
Dr. LUCIANO CELLAI
Via Giovanni Amendola, 122/O - 70126 Bari (BA)
UnitГ Organizzativa di Supporto di Monterotondo Scalo (Roma), UnitГ Organizzativa di Supporto di Basovizza (Trieste)
www.ic.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza
Progettazione Molecolare
Missione
Sviluppo di metodiche cristallografiche e loro applicazioni nelle aree della Chimica, della Biologia, delle Scienze
della Terra; studi struttura-attivita'-funzione di biomolecole e biomacromolecole.
Le attivita' scientifiche previste nello statuto dell'Istituto sono le seguenti:
- Sviluppo di nuove metodologie e strumentazioni cristallografiche
- Sviluppo di metodiche di calcolo cristallografico
- Studi di sostanze con proprieta' antimicrobiche e antitumorali
- Studio cristallografico di proteine, acidi nucleici.
AttivitГ di ricerca (2008)
Commesse
•
•
•
Organismi Fotosintetici Ossigenici per Applicazioni Tecnologiche di Interesse Agroalimentare:
nutraceutici, biosensori e biochips spaziali
Cristallografia di biomolecole e studi funzionali
Metodologie cristallografiche
Moduli
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Basi Genetiche, Fisiologiche e Molecolari dello Sviluppo e Differenziamento di Specie Modello e di
Interesse Agro-Alimentare in Risposta a Fattori Endogeni e Ambientali
NUTRACEUTICI IN APPLICAZIONI SPAZIALI E TRASFERIMENTO TECNOLOGICO A TERRA
Many-Body Quantum Field Theory: Phenomenology and Applications to Crystals
Metodi per misure di nanocristalli mediante l'uso di radiazione FEL
Espressione genica tiroide-specifica
Cristallografia di biomolecole e studi funzionali
Sviluppo e Applicazioni di Metodi Cristallografici
Metodologie Cristallografiche applicate a nano diffrazione e nanoimaging
Strumentazione cristallografica e applicazioni
RSTL
•
•
•
Metodologie Innovative per la soluzione strutturale da materiali policristallini
Strutture di DNA non codificante
Progettazione di nuovi farmaci antivirali analoghi di nucleosidi
AttivitГ Commesse
Organismi Fotosintetici Ossigenici per Applicazioni Tecnologiche di Interesse
Agroalimentare: nutraceutici, biosensori e biochips spaziali
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Sviluppo di biotecnologie avanzate per il sistema agroalimentare
Agroalimentare
GIARDI MARIA TERESA
Risultati conseguiti
Ceppi naturali e mutanti nella proteina D1 dell'alga unicellulare C. reinhardtii sono stati sottoposti a
diversi tipi di stress ambientale al fine di elicitare la sintesi di metaboliti secondari di interesse
nutraceutico per applicazioni terrestri e spaziali. In particolar modo gli esperimenti sono stati
focalizzati sullo stress indotto da alta luce ed alta temperatura (HL/HT). In questo contesto sono
stati analizzati anche mutanti algali Non Photochemical Quencing (NPQ). Avendo preso in
considerazione la capacitГ antiossidante di tilacoidi estratti da piante sottoposte a stress, ГЁ stato
ottimizzato un protocollo per la determinazione biochimica di tale proprietГ . E' in corso d'opera la
realizzazione di un bioreattore per produrre biomassa ad elevato contenuto nutraceutico e di
strumenti per il controllo della qualitГ agroalimentare. In ambito spaziale, mediante un processo di
evoluzione diretta, sono stati effettuati nuovi irraggiamenti con neutroni e protoni su colture algali
mutate casualmente nella proteina D1, per selezionare ceppi tolleranti e/o resistenti a tale
esposizione. Inoltre, ГЁ stato richiesto ulteriore tempo macchina per esposizioni a diverse radiazioni
ionizzanti. Analisi fisiologiche e molecolari sono state effettuate sulle colture algali che hanno
partecipato alla missione spaziale Foton M3 e sui corrispettivi controlli a terra.- Tra i diversi stress
applicati, l'esposizione simultanea HL/HT ha consentito di ottenere i livelli di accumulo piГ№ elevati di
pigmenti fotosintetici con proprietГ anti-ossidanti quali xantofille e caroteni.- Tra i mutanti, gli NPQ
sono risultati i migliori produttori di tali composti sia in condizioni fisiologiche che in risposta allo
stress applicato.- Determinazione della capacitГ anti-ossidante mediante i test ABTS, DPPH, e BAP
in estratti tilacoidali di spinacio sottoposti e non a stress da HL/HT.- Costruzione di un bioreattore
prototipo per produrre biomassa ad elevato contenuto nutraceutico e di biosensori per la
determinazione della capacitГ anti-ossidante. - Selezione di mutanti singoli e multipli nella proteina
D1 in grado di conferire tolleranza alle esposizioni con protoni e neutroni. Tali mutazioni sono
prevalentemente localizzate in uno stesso intorno aminoacidico - hot-spot - della proteina. Individuazione di mutanti singoli della proteina D1 e mutanti NPQ con buona performance
fotosintetica ed in grado di tollerare l'effetto delle radiazioni spaziali durante la missione Foton M3. Determinazione preliminare del profilo di espressione di geni coinvolti nella biosintesi di carotenoidi e
plastochinoni nelle colture algali esposte a HL/HT e che hanno partecipato alla missione Foton M3. Sono studiati gli effetti della starvazione di zolfo sull'induzione del ciclo delle xantofille e sulla sintesi
di luteina. Tali misure sono interessanti considerando che la starvazione di zolfo in colture di C.
reinhardtii, provoca l'abbassamento dell'attivitГ fotosintetica, con il conseguente abbassamento
della concentrazione di ossigeno.
Sono stati inoltre studiati i processi di induzione della sintesi di carotenoidi antiossidanti nelle
microalghe Haematococcus pluvialis. In particolare ГЁ stato analizzato il processo di induzione di
astaxantina in H. pluvialis in colture poste in condizioni di carenza di nitrato ed esposte sia a bassa
(100 Вµmol photons m-2 s-1) che elevata (1300 e 1000 Вµmol photons m-2 s-1) intensitГ luminosa.
Gli esperimenti alle intensitГ luminose piГ№ elevate sono stati protratti per un periodo di 30 ore,
mentre l'esperimento a bassa luce, ГЁ stato condotto per un tempo maggiore, 46 ore, in modo da
indurre maggiormente la sintesi di astaxantina. L'analisi dei parametri legati alla fluorescenza,
rivelano differenze anche riguardo alla diminuzione del trasporto elettronico, risultata piГ№ consistente
nelle colture esposte a luce elevata. E' interessante notare che per quanto riguarda le colture
esposte alle intensitГ luminose piГ№ elevate, una piГ№ accentuata e rapida diminuzione dell'efficienza
fotosintetica, corrisponde anche una maggior riduzione del trasporto elettronico. Il diverso
contenuto in astaxantina nel citoplasma cellulare, nelle diverse condizioni sperimentali, espresso in
% sul peso secco, ГЁ risultato essere 0.58, 0.74 e 1.07 %, per le colture esposte ad intensitГ luminose in ordine crescente, rispettivamente. I risultati hanno sottolineato l'importanza della
starvazione di azoto nell'induzione della sintesi di astaxantina, che, pur senza esposizione ad alta
luce, ha portato ad un accumulo del pigmento nelle cellule.
Nella linea di attivitГ a scopo biosensoristico, nel tentativo di incrementare la solubilitГ della proteina
D1, le sequenze di psbA IL codificanti i domini alfa-elica transmembrana I-V e la sola regione di
legame agli erbicidi (domini IV-V) sono state fuse al gene (malE) per la proteina che lega il maltosio
(MALTOSE BINDING PROTEIN, MBP) mediante legazione nel vettore pMAL-c2X ed espresse in
E. coli BL21(DE3)pLysS
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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ISI
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
0
3
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Risultati
progettua
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Risultati di
valorizzazi
one
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Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
6
0
Principali collaborazioni
PARTNERS: PROGETTO NUTRA SNACKS: Johanningmeier Uni Halle-Wittenberg Inst.
Pflanzenphysiologie; G.Demetrios Dep.Chem Uni. Crete; W.Oleszek Dep. Biochemistry Institute of
Soil Science and Plant Cultivation Poland; L. Pistelli Dip. Chimica Bioorganica e Biofarmacia Uni.
Pisa; S.C. Litescu Centre of Bioanalysis Bucharest; J.L. Marty Biomem Uni. Perpignan; Enervit
S.p.a; D.A.S..; B. Berr, A.M. Rizzo Uni. Mi. PROGETTO ASI/MOMA: E. Beccari Ist. Biol e Patol Mol;
I. Ruberti Ist. di Biol e Patol Molec; F. Migliaccio Ist. Biol Agro-Alimen CNR; G.Torzillo Ist.Ecosist
CNR; G. Morelli Ist. Naz. Aliment e Nutriz; L. Pistelli Dip. Chim Bioorg Biofarm Uni. di Pisa; D. Billi
Dip. Biol Uni. Tor Vergata. PROGETTO BIODISERBA: DITTE PARTNERS: Das, Verdegiglio Macch
Agric, Centro Laser. CONVENZIONI G.Morelli Ist. Nazionale Nutrizione; L.Pistelli Dip. Chim Bioorg
Biofarm Uni. PI; D. Billi Dip. di Biol Uni. Tor Vergata. NATO Visiting Scientist: M. Lambreva Inst. of
Plant Physiol, Bulgarian Ac. Sci; P. Lambreva. Centro de Investigacion y Estudios Avanzados del
IPN, Messico, Prof. Hugo Perales Vela.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
6
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
5
6
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
2
1
0
11
0
3
3
Totale
20
Principali risorse strumentali utilizzate
SDS-PAGE,PREP Cell,IEF,Northern e Western Blots,PCR, Spettrofotometria, Fluorescenza di
Induzione, Modulata ed a Imaging, Strumentazione Ossimetrica per Evoluzione di Ossigeno
Fotosintetico, Metodi Elettrochimici per Analisi di Trasporto Elettronico, Ultracentrifughe per
Separazioni su Gradiente. Surface Plasmon Resonance e Langmuir-Blodgett per Immobilizzazioni
Biosensoristiche. Diffrattometria a Raggi X per Fluorescenza Atomica. Facilities Europee per
Irraggiamento Ionizzante tipo neutroni, protoni, elettroni ed HZE. HPLC con Detector ad
Evaporative Light Scattering per Analisi dei Pigmenti. Per facilities che producono HZE abbiamo
superato le valutazioni con il comitato scientifico internazionale INFN di Catania per cui avremo
tempo macchina nel 2008
Cristallografia di biomolecole e studi funzionali
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
LAMBA DORIANO
Risultati conseguiti
*Malattie neurodegenerative*
-Struttura in soluzione (SAXS) dell'anticorpo neutralizzante AD11 in complesso con l' NGF umano,
mappatura dell'epitopo e studi funzionali (surface plasmon resonance) dell'interazione di AD11 con i
recettori del NGF, TrkA e p75.
*Malattie dismetaboliche*
Struttura RX e calcoli MD del complesso di PPARgamma con agonisti duali (PPARalpha/
PPARgamma): sono state elucidate le basi molecolari del differente profilo farmacologico di un
ligando verso PPARalfa e PPARgamma e si ГЁ caratterizzata una nuova regione della tasca
idrofobica di PPARgamma, mai occupata prima da altri ligandi, che puГІ rivelarsi utile per la
progettazione di nuovi ligandi.
Struttura cristallina dei complessi di PPARgamma con gli agonisti parziali, analoghi chirali dell'acido
clofibrico, LT175, MS39, LT248, PL165 e PL170. Delucidazione dei meccanismi molecolari alla
base dell'agonismo parziale nei PPAR.
*Trascrizione del DNA*
Isolamento, purificazione e cristallizzazione della RNA polimerasi DNA-dipendente di Pseudomonas
putida.
*Farmaci antivirali*
Progettazione, sintesi e attivitГ biologica di una serie di benzammidi sostituite come inibitori della
proteasi 3C serotipo HRV14 del virus del raffreddore.
*Farmaci anti-colestatici*
Progettazione, sintesi e attivitГ biologica di una serie di analoghi delle rifamicine come potenziali
farmaci anti-colestatici (oggetto di un brevetto depositato ed in corso di estensione)
*Studi sull'interazione tra antibiotici aminoglicosidici ed rRNA*
E' stata studiata in soluzione mediante tecniche NMR (NOE) l'interazione della kanamicina A con un
frammento di RNA ribosomiale con evidenze a supporto dell'ipotesi del coinvolgimento di ioni
metallici ad esempio del rame.
*Studi sul danno radicalico al DNA*
La sintesi di opportune sequenze oligonucleotidiche contenenti derivati carbociclici di nucleosidi
purinici permetterГ lo studio del riconoscimento della base daneggiata a carico di enzimi coinvolti nei
processi di riparazione (Base Excision Repair pathway).
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
i
Artic
oli
ISI
Artico
li non
ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
1
12
0
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Risultati di
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one
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0
Abstrac
t
AttivitГ editoria
li
10
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anno
Brevett
i
Artic
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ISI
Artico
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ISI
Articoli
in atti di
Convegno
2008
1
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Libri
Rapport
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one
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0
Abstrac
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AttivitГ editoria
li
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0
Principali collaborazioni
UniversitГ di Milano, Roma 1, 2 e 3, Firenze, Siena, Napoli, L'Aquila, Bari,
Istituti CNR: ICB, IBMP, IEOS, ISOF; Istituto Superiore di SanitГ , Roma; European Brain Research
Institute, Roma;
Max-Planck-Institut fuer Biochemie, Monaco (Germania); Ludwig Maximilian Universität, Monaco
(Germania); University of Paderborn (Germania); Abt. ProteinChemie, Martin-Luther-Universität
Halle-Wittemberg (Germania); Dept. of Biochemistry, University of Leicester (Gran Bretagna);
Institute of Biochemistry, Medical Faculty, University of Ljubljana (Slovenia); National Institute of
Aging, NIH, Baltimore, MD (USA); McGill University, Montreal (Canada);
Industrie ACRAF-Angelini, Roma; Menarini Ricerche SpA, Roma; Segix Italia S.r.l., Roma; Bracco
Imaging SpA, Trieste.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
14
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
6
12
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
3
0
0
6
0
0
4
Totale
13
Principali risorse strumentali utilizzate
HPLC, elettroforesi, FPLC Pharmacia, Spettrofotometro UV-VIS, FT-IR Perkin Elmer;
n. 4 Microscopi ottici con polarizzatore; sintetizzatore automatico in fase solida di oligonucleotidi; n.
10 workstations.
Biolab attrezzato per clonaggio ed espressione di proteine (PRC, Sonicatore, Incubatori,
Centrifughe, Cappa a flusso laminare etc.); Generatore RX ad anodo rotante – Rigaku, sistema di
specchi multilayers confocali - Xenocs, rivelatore Imaging plate – MAR Research da 300mm, n. 2
Sistemi di criogenia Oxford Instruments. Microcalorimetro ITC200-Microcal; Dicroismo circolare
spettropolarimetro Jasco J810;
Dynamic Light scattering Dynapro MS/X Protein Solutions.
Presso il Laboratorio d'interesse nazionale di Luce di Sincrotrone Elettra (Trieste), beamline XRD1
5.2 ГЁ disponibile un diffrattometro a singolo asse Mar Research con n. 2 rivelatori (CCD da 165mm
e IP da 345mm) per cristalli di proteine, un sistema di misura di Fluorescenza per esperimenti MAD
con diodo rivelatore al silicio. Inoltre ГЁ disponibile nel Laboratorio di Biologia Strutturale (TS) un
diffrattometro a singolo asse con rivelatore Mar Research IP da 180mm.
Metodologie cristallografiche
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
CASCARANO GIOVANNI LUCA
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
CASCARANO GIOVANNI LUCA
Risultati conseguiti
Modulo 1
Cristallo singolo. Sono state sviluppati dei nuovi algoritmi per la soluzione ab initio di macromolecole
con particolare riferimento a strutture contenenti atomi pesanti e risoluzione non atomica.
Sull'argomento ГЁ stata prodotto un lavoro. Si ГЁ iniziato un nuovo filone di ricerca riguardante lo
studio delle proprietГ della mappa Fourier (Fo-Fc) sfociato in una pubblicazione. Riguardo alla
diffrazione elettronica si ГЁ ottimizzato il programma Sir2008 per il trattamento automatico di questi
dati; sono stati studiati dei nuovi metodi basati sui poliedri di coordinazione per il completamento del
modello strutturale. I risultati sono stati presentati al "1st Precession Electron Diffraction User
Meeting" (Martina Franca, 8-9 maggio 2008).
Polveri. Sono stati sviluppati metodi per la correzione dell'effetto della risoluzione non atomica sulla
risoluzione strutturale (resolution bias) e sono stati pubblicati due lavori sull'argomento. Sono state
inoltre studiate nuove tecniche per lo studio e la risoluzione in automatico delle strutture cristalline
utilizzando il simulated annealing o dati da diffusione anomala (quattro pubblicazioni). Si ГЁ
completato lo studio dell'analisi qualitativa e degli algoritmi che possono essere utilizzati in questo
settore producendo un lavoro e il software associato (QUALX).
Le teorie ed i relativi algoritmi sono stati implementati in programmi di calcolo (Sir2008 integrato nel
package Il Milione per i dati da cristallo singolo ed EXPO2008 per i dati da polveri). Il software ГЁ
stato utilizzato per la risoluzione di strutture cristalline ed ГЁ stato reso disponibile alla comunitГ scientifica nazionale e internazionale.
Pubblicati 6 articoli su applicazioni a polveri e cristallo singolo.
Modulo 2
Diffrazione da polveri: Oggetto di studio sono le proprietГ medie di gruppi di nanocristalli
(forma,strain,dimensione,omogeneitГ ,superficie). A tale scopo ГЁ stato sviluppato un software di
analisi di dati da polveri, basato sul metodo Debye, attualmente in grado di trattare dati su materiali
policristallini di forma sferica. Nel 2008 si ГЁ dato avvio alla implementazione di nuove routine di
calcolo per estendere l'approccio a materiali di forma allungata (rod) con distribuzione bi-variata di
size e all'assembly di nanocristalli.
Imaging in diffrazione coerente: Nel 2008 ГЁ stato effettuato il secondo esperimento di diffrazione
coerente (forward diffraction) a raggi x presso la linea di luce di sincrotrone ID01 di ESRF
(Grenoble) utilizzando ottiche a guida d'onda. La coerenza della nanosonda (sorgente virtuale di
qualche centinaio nm2) permette di illuminare oggetti singoli anche non periodici e, attraverso
tecniche di phase retrieval, di ricostruire la forma originale dell'oggetto.
Imaging in microdiffrazione/imaging a contrasto di fase: Infine nel settore dei biomateriali si ГЁ
continuato a lavorare sullo sviluppo di metodi di analisi di dati in imaging diretto e indiretto. Circa il
phase contrast, ГЁ in corso uno studio di un approccio teorico originale per la descrizione di immagini
in contrasto di fase raccolte da tessuti complessi (molli e duri). Per quanto riguarda l'imaging in
microdiffrazione si ГЁ applicato il metodo giГ sviluppato nel 2007 (combinazione analisi Rietveld e
CCA a dati acquisiti su tessuti ossei).
Sono stati pubblicati 8 lavori.
Modulo 3
Studio di matrici lipidiche di composti di interesse alimentare, farmaceutico e cosmetico allo scopo di
valutare le relazioni esistenti tra lo stato fisico dei lipidi e la loro stabilitГ nei confronti delle reazioni
d'ossidazione. Tali studi trovano immediata applicazione in relazione alla determinazione della shelflife di prodotti alimentari congelati. La cristallizzazione o lo stato cristallo-liquido e le possibili
transizioni tra le diverse fasi polimorfe dei lipidi cambiano la velocitГ di ossidazione in modo anche
sostanziale. L'impiego di radiazione X da sorgente di luce di sincrotrone ГЁ particolarmente
importante in quanto provvede contemporaneamente miglior rapporto segnale-rumore in presenza
di pattern di diffrazione che presentano segnali molto deboli.
Diffrattometro per cristallo singolo, polveri e film con geometria K completamente automatizzato per
la Beamline XRD1 di Elettra.
Prototipo semindustriale di un diffrattometro portatile (DUST) per misure congiunte di diffrazione e
fluorescenza studiato per applicazioni soprattutto nell'ambito dei Beni Culturali. E' stato pubblicato
su rivista internazionale un articolo sullo questo strumento. Caratterizzazione, con misure di
diffrazione con luce di Sincrotrone a incidenza radente, su film di carbonio nano-strutturato con
evidenziazione di formazione di nano strutture del graphene alle alte temperature di deposizione.
Caratterizzazione di film sottili di Tetracene depositati su biossido di silicio con misure di diffrazione
ad incidenza radente.
Un articolo sull'ossidazione dell'olio di girasole ГЁ stato pubblicato su J. of the Am. oil chemists'
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Principali collaborazioni
Modulo 1
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PERUGIA - DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA Collaborazione alle attivitГ di ricerca del modulo. - Referenti: Dott. Maria Cristina Burla, Dott.
Giampiero Polidori.
UNIVERSITE CADI AYYAD - Lab. de Chimie du Solide MinГ©ral FacultГ© des Sciences Semlalia, BP
2390, UniversitГЁ Cadi Ayyad Marrakech. - Collaborazione nell'ambito degli accordi bilaterali ItaliaMarocco. Referente: Prof. M. Elaatmani.
HELWAN UNIVERSITY, PHYSICS DEPT., FACULTY OF SCIENCE, CAIRO - Supervisione della
tesi di dottorato della Dr. Gihan Kamel.
UNIVERSITY OF LEIDEN - Collaborazione nell'ambito della diffrazione elettronica. - Referente:
Prof. Jan Peter Abrahams.
NANOMEGAS SPRL - Collaborazione nell'ambito della diffrazione elettronica. - Referente: Dr.
Stavros Nikolopoulos.
CALIDRIS - Collaborazione nell'ambito di progetti europei. - Referente: Dr. Sven Hovmoller.
STOCKHOLMS UNIV. - Collaborazione nell'ambito della diffrazione elettronica. - Referente: Prof.
Xiaodong Zou.
AACHEN UNIVERSITY - Collaborazione nell'ambito della diffrazione elettronica. - Referente:
Thomas Erich Weirich.
ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI - Collaborazione nell'ambito della diffrazione
elettronica. - Referente: Prof. Nikolaos Frangis.
CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS CSIC - Collaborazione nell'ambito
della diffrazione elettronica. - Referente: Dr. Jose Luis Jorda Moret.
POLITEHNICA UNIVERSITY BUCHAREST - Collaborazione nell'ambito della diffrazione elettronica.
- Referente: Dr. Aurelia Meghea.
LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORIES - Collaborazione nell'ambito della diffrazione da
neutroni. - Referente T. Terwilliger
Modulo 2
PAUL SCHERRER INSTITUTE - Sviluppo degli approcci teorici finalizzati alla carattarizzazione
strutturale e microstrutturale dei nanocristalli da dati di diffrazione da polveri. Acquisizione dati di
diffrazione da polveri di alta statistica inerenti a casi specifici di sistemi nanocristallici raccolti presso
la material science beamline del sincrotrone SLS.
EUROPEAN SYNCHROTRON RADIATION FACILITY (ESRF) - Esperimenti di imaging in
diffrazione da singoli oggetti con luce corente presso la beamline ID01 di ESRF.
Modulo 3
SINCROTRONE TRIESTE S.C.P.A. - Gestione, manutenzione e assistenza agli utenti.
Progettazione di nuova strumentazione dedicata a specifici esperimenti non convenzionali
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI UDINE - Caratterizzazione di materiali lipidici
UNIV.DEGLI STUDI DI ROMA 'LA SAPIENZA' DIPARTIMENTO DI FISICA - Collaborazione per
studi su materiali superconduttori ad alta temperatura. – Referente: Prof. A. Bianconi.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Principali risorse strumentali utilizzate
Diffrattometro per polveri con anodo rotante (Bari)
Diffrattometro per cristallo singolo (Bari)
Diffrattometro per polveri/film sottili (Bari)
Beam line ID01 presso il sicrotrone di ESRF di Grenoble
Beam line XRD1 del Sincrotrone Elettra di Trieste
Diffrattometro portatile DUST
Workstation linux
Personal computer
AttivitГ Moduli
Basi Genetiche, Fisiologiche e Molecolari dello Sviluppo e Differenziamento di Specie
Modello e di Interesse Agro-Alimentare in Risposta a Fattori Endogeni e Ambientali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Basi Genetiche, Fisiologiche e Molecolari dello Sviluppo e Differenziamento
di Specie Modello e di Interesse Agro-Alimentare in Risposta a Fattori
Endogeni e Ambientali
Sviluppo di biotecnologie avanzate per il sistema agroalimentare
Agroalimentare
REA GIUSEPPINA
Risultati conseguiti
Esperimenti EMSA (Elettro Mobility Shift Assay) hanno confermato che i fattori KNOX, in vitro, sono
in grado di legare le regioni promotrici delle bHLH.
Г€ stata monitorata l'espressione genica mediante qRT-PCR di quattro geni bHLH in mutanti nulli per
il gene BP, un fattore KNOX di classe 1 e in piante di Arabidopsis wild type (Columbia). L'intensa
variazione nel profilo di espressione dei quattro bHLH nei mutanti rispetto ai controlli suggerisce
fortemente che i geni KNOX abbiano un ruolo nella regolazione della bHLH e della trasduzione del
segnale dei brassinosteroidi.
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Istituto IBBA- CNR
Risorse umane
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NUTRACEUTICI IN APPLICAZIONI SPAZIALI E TRASFERIMENTO TECNOLOGICO A TERRA
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Organismi Fotosintetici Ossigenici per Applicazioni Tecnologiche di
Interesse Agroalimentare: nutraceutici, biosensori e biochips spaziali
Sviluppo di biotecnologie avanzate per il sistema agroalimentare
Agroalimentare
REA GIUSEPPINA
Risultati conseguiti
- Tra i diversi stress applicati, l'esposizione simultanea HL/HT ha consentito di ottenere i livelli di
accumulo piГ№ elevati di pigmenti fotosintetici con proprietГ anti-ossidanti quali xantofille e caroteni.
- Tra i mutanti, gli NPQ sono risultati i migliori produttori di tali composti sia in condizioni fisiologiche
che in risposta allo stress applicato.
- Determinazione della capacitГ anti-ossidante mediante i test ABTS, DPPH, e BAP in estratti
tilacoidali di spinacio sottoposti e non a stress da HL/HT.
- Costruzione di un bioreattore prototipo per produrre biomassa ad elevato contenuto nutraceutico
e di biosensori per la determinazione della capacitГ anti-ossidante.
- Selezione di mutanti singoli e multipli nella proteina D1 in grado di conferire tolleranza alle
esposizioni con protoni e neutroni. Tali mutazioni sono prevalentemente localizzate in uno stesso
intorno aminoacidico - hot-spot - della proteina.
- Individuazione di mutanti singoli della proteina D1 e mutanti NPQ con buona performance
fotosintetica ed in grado di tollerare l'effetto delle radiazioni spaziali durante la missione Foton M3. Determinazione preliminare del profilo di espressione di geni coinvolti nella biosintesi di carotenoidi e
plastochinoni nelle colture algali esposte a HL/HT e che hanno partecipato alla missione Foton M3
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
PARTNERS: PROGETTO NUTRA SNACKS: Johanningmeier Uni Halle-Wittenberg Inst.
Pflanzenphysiologie; G.Demetrios Dep.Chem Uni. Crete; W.Oleszek Dep. Biochemistry Institute of
Soil Science and Plant Cultivation Poland; L. Pistelli Dip. Chimica Bioorganica e Biofarmacia Uni.
Pisa; S.C. Litescu Centre of Bioanalysis Bucharest; J.L. Marty Biomem Uni. Perpignan; Enervit
S.p.a; D.A.S..; B. Berr, A.M. Rizzo Uni. Mi. PROGETTO ASI/MOMA: E. Beccari Ist. Biol e Patol Mol;
I. Ruberti Ist. di Biol e Patol Molec; F. Migliaccio Ist. Biol Agro-Alimen CNR; G.Torzillo Ist.Ecosist
CNR; G. Morelli Ist. Naz. Aliment e Nutriz; L. Pistelli Dip. Chim Bioorg Biofarm Uni. di Pisa; D. Billi
Dip. Biol Uni. Tor Vergata. PROGETTO BIODISERBA: DITTE PARTNERS: Das, Verdegiglio Macch
Agric, Centro Laser. CONVENZIONI G.Morelli Ist. Nazionale Nutrizione; L.Pistelli Dip. Chim Bioorg
Biofarm Uni. PI; D. Billi Dip. di Biol Uni. Tor Vergata. NATO Visiting Scientist: M. Lambreva Inst. of
Plant Physiol, Bulgarian Ac. Sci; P. Lambreva Bulgarian Ac. Sci.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Many-Body Quantum Field Theory: Phenomenology and Applications to Crystals
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte
prestazioni
Modellistica e Simulazione di Sistemi Complessi
ICT
LADISA MASSIMO
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte
prestazioni
Modellistica e Simulazione di Sistemi Complessi
ICT
LADISA MASSIMO
Risultati conseguiti
In ossequio ai punti 1-2) della previsione dei "risultati attesi nell' anno" formulata nel precedente
anno, il programma di studio svolto sul sistema grafene si ГЁ concretizzato in:
i) una pubblicazione sulla rivista scientifica internazionale Physical Review Letters (coefficiente d'
impatto 7.072, fonte ISI-2006) nel mese di Ottobre 2008 (Phys. Rev. Lett. 101, 226405, 2008);
ii) una presentazione su invito alla "22nd General Conference of the Condensed Matter Division of
the European Physical Society" (UniversitГ di Roma La Sapienza, Rome, Italy, 25th to 29th August
2008).
Il punto 3) ("svolgere attivitГ di alta formazione") della previsione dei "risultati attesi nell' anno",
formulata nel precedente anno, ГЁ stato disatteso dal momento che le risorse per la copertura di tale
attivitГ , richieste nell' ambito del programma CNR di "Ricerca Spontanea a Tema Libero" dal
progetto specifico RSTL_490 "Aspetti di interesse cristallografico di una Teoria di Campo" (panel
Scienze Fisiche, prof. L. Maiani, elegibile col punteggio di 11/15), sebbene in lista col punteggio piГ№
alto nell' ultima tranche di finanziamento, non ГЁ stato finanziato alla data odierna.
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Principali collaborazioni
In ossequio al punto 4) della previsione dei "risultati attesi nell' anno", formulata nel precedente
anno, sono state avviate collaborazioni scientifiche con:
i) Institut NГ©el--CNRS (Grenoble, Francia);
ii) Ecole Polytechnique (Palaiseau, Francia);
iii) Univ. Catholique de Louvain-la-Neuve (Louvain, Belgio);
iv) European Theoretical Spectroscopy Facility (Network of Excellence, FPVII--EU).
Come asserito nella previsione di attivitГ ("punti critici ed azioni da svolgere"), formulata nell' anno
precedente, il raggiungimento dei risultati previsti ГЁ stato fortemente influenzato dalla possibilitГ di
mantenere/intensificare le collaborazioni, e, pertanto, dalla possibilitГ di disporre di mezzi e delle
risorse all' uopo. A tal riguardo, le collaborazioni menzionate sono state alimentate dagli esigui
mezzi forniti dalla sola Amministrazione Centrale del CNR nell' ambito di programmi di finanziamento
dedicati alla mobilitГ dei ricercatori da/per l' estero ("Short Term Mobility" 2007/2008) e alla
formazione del personale (anno 2007). Di tali finanziamenti, accessibili mediante valutazione
comparativa dei progetti presentati ad una apposita Commissione, sia il responsabile del modulo sia
un collaboratore dell' Ente omologo Francese (CNRS) hanno usufruito nel corso del primo anno di
attivitГ di ricerca.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Metodi per misure di nanocristalli mediante l'uso di radiazione FEL
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Fotonica a raggi X
Ottica, Fotonica e Plasmi
Materiali e Dispositivi
PIFFERI AUGUSTO
Risultati conseguiti
Definizione del progetto meccanico dello strumento e disegni esecutivi.
Individuazione dei sistemi di controllo meccanico necessari per lo spostamento del campione e
struttura del programma di acquisizione dati.
Software per il riconoscimento dei campioni.
Prodotti della ricerca (2008)
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Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Espressione genica tiroide-specifica
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Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Ormonogenesi e differenziamento tiroideo.Patogenesi delle atassie
cerebellari da canalopatie e poliglutammine espanse
Medicina molecolare
Medicina
PASCUCCI BARBARA
Risultati conseguiti
Identificazione dei geni bersaglio di TTF-1 nelle cellule dell'ipotalamo
Identificazione del promotore genico per l'MSHr
Selezione di nuove linee cellulari per lo studio dell'espressione genica tiroide-specifica
I risultati conseguiti hanno portato alla seguente pubblicazione:
Identification of the minimal melanocyte-specific promoter in the melanocortin receptor 1 gene.
Miccadei S, Pascucci B, Picardo M, Natali PG, Civitareale D.
J Exp Clin Cancer Res. 2008 Nov 18;27(1):71.
Si vuole rendere noto che l'attivitГ di questo modulo volgono al termine visto che la collaborazione
tra il responsabile del modulo (Barbara Pascucci) e il capo commessa a cui il modulo afferisce
(Donato Civitareale) ГЁ terminata di comune accordo a fine 2008. E' stata richiesta piГ№ volte la
chiusura del modulo sia al capo commessa che al direttore d'istituto a cui la commessa, e pertanto
il modulo, afferiscono. Si ГЁ in attesa che la procedura di chiusura venga portata a termine.
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
Prof. R. Maggi, UniversitГ di Milano, FacoltГ di Farmacologia
Prof. P.G. Natali, Istituto Regina Elena (Roma)
Dott. S. Miccadei, Istituto Regina Elena (Roma)
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
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Cristallografia di biomolecole e studi funzionali
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Cristallografia di biomolecole e studi funzionali
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
LAMBA DORIANO
Risultati conseguiti
*Malattie neurodegenerative*
-Struttura in soluzione (SAXS) dell'anticorpo neutralizzante AD11 in complesso con l' NGF umano,
mappatura dell'epitopo e studi funzionali (surface plasmon resonance) dell'interazione di AD11 con i
recettori del NGF, TrkA e p75.
*Malattie dismetaboliche*
Struttura RX e calcoli MD del complesso di PPARgamma con agonisti duali (PPARalpha/
PPARgamma): sono state elucidate le basi molecolari del differente profilo farmacologico di un
ligando verso PPARalfa e PPARgamma e si ГЁ caratterizzata una nuova regione della tasca
idrofobica di PPARgamma, mai occupata prima da altri ligandi, che puГІ rivelarsi utile per la
progettazione di nuovi ligandi.
Struttura cristallina dei complessi di PPARgamma con gli agonisti parziali, analoghi chirali dell'acido
clofibrico, LT175, MS39, LT248, PL165 e PL170. Delucidazione dei meccanismi molecolari alla
base dell'agonismo parziale nei PPAR.
*Trascrizione del DNA*
Isolamento, purificazione e cristallizzazione della RNA polimerasi DNA-dipendente di Pseudomonas
putida.
*Farmaci antivirali*
Progettazione, sintesi e attivitГ biologica di una serie di benzammidi sostituite come inibitori della
proteasi 3C serotipo HRV14 del virus del raffreddore.
*Farmaci anti-colestatici*
Progettazione, sintesi e attivitГ biologica di una serie di analoghi delle rifamicine come potenziali
farmaci anti-colestatici (oggetto di un brevetto depositato ed in corso di estensione)
*Studi sull'interazione tra antibiotici aminoglicosidici ed rRNA*
E' stata studiata in soluzione mediante tecniche NMR (NOE) l'interazione della kanamicina A con un
frammento di RNA ribosomiale con evidenze a supporto dell'ipotesi del coinvolgimento di ioni
metallici ad esempio del rame.
*Studi sul danno radicalico al DNA*
La sintesi di opportune sequenze oligonucleotidiche contenenti derivati carbociclici di nucleosidi
purinici permetterГ lo studio del riconoscimento della base daneggiata a carico di enzimi coinvolti nei
processi di riparazione (Base Excision Repair pathway).
Prodotti della ricerca (2008)
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Principali collaborazioni
UniversitГ di Milano, Roma 1, 2 e 3, Firenze, Siena, Napoli, L'Aquila, Bari,
Istituti CNR: ICB, IBMP, IEOS, ISOF; Istituto Superiore di SanitГ , Roma; European Brain Research
Institute, Roma;
Max-Planck-Institut fuer Biochemie, Monaco (Germania); Ludwig Maximilian Universität, Monaco
(Germania); University of Paderborn (Germania); Abt. ProteinChemie, Martin-Luther-Universität
Halle-Wittemberg (Germania); Dept. of Biochemistry, University of Leicester (Gran Bretagna);
Institute of Biochemistry, Medical Faculty, University of Ljubljana (Slovenia); National Institute of
Aging, NIH, Baltimore, MD (USA); McGill University, Montreal (Canada);
Industrie ACRAF-Angelini, Roma; Menarini Ricerche SpA, Roma; Segix Italia S.r.l., Roma; Bracco
Imaging SpA, Trieste
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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13
Sviluppo e Applicazioni di Metodi Cristallografici
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie cristallografiche
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
GIACOVAZZO CARMELO
Risultati conseguiti
Per il settore delle proteine:
Sono state prodotte due pubblicazioni sulla risoluzione ab initio delle macromolecole e sullo studio
probabilistico della Fourier differenza (Fo-Fc). Si ГЁ inoltre iniziata la collaborazione con il Los
Alamos National Laboratory sullo sviluppo di teorie e software atte a localizzare gli idrogeni nelle
proteine utilizzando dati da diffrazione neutronica in sinergia con i dati da diffrazione X.
Riguardo alla diffrazione elettronica:
Si ГЁ ottimizzato il programma Sir2008 per il trattamento automatico di questo tipo di dati. Gli sviluppi
ed i risultati ottenuti sono stati presentati durante il "1st Precession Electron Diffraction User
Meeting" (Martina Franca, 8-9 maggio 2008). Si sono messe le basi per la creazione di una base di
dati da diffrazione elettronica da utilizzare come test per tutti gli sviluppatori di software in questo
settore.
Polveri:
Nel settore della determinazione strutturale da dati di diffrazione da polveri
microcristalline sono state sviluppate nuove teorie e algoritmi di calcolo riguardanti: correzione del
'bias' della risoluzione nelle mappe di densitГ elettronica; Metodi Diretti combinati a tecniche di
Simulated Annealing per la risoluzione strutturale, in particolare di composti organici; ricerca della
substruttura utilizzando tecniche MAD. Le procedure sviluppate sono state implementate nel
programma EXPO2008, potenziandone la sua capacitГ di calcolo e di risoluzione strutturale. E'
stato inoltre completato il software QUALX per l'analisi qualitativa da dati di diffrazione da polveri.
Il lavoro svolto ha condotto alla realizzazione di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali e
atti di congressi internazionali.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Artico
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in atti di
Convegno
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Principali collaborazioni
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PERUGIA - DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA Collaborazione alle attivitГ di ricerca del modulo.
Referenti: Dott. Maria Cristina Burla, Dott. Giampiero Polidori.
NANOMEGAS SPRL - Collaborazione nell'ambito della diffrazione da elettroni.
Referente: Dr. Stavros Nikolopoulos.
CALIDRIS - Collaborazione nell'ambito della diffrazione da elettroni
Referente: Dr. Sven Hovmoller
STOCKHOLMS UNIV. - Collaborazione nell'ambito della diffrazione da elettroni
Referente: Prof. Xiaodong Zou
UNIVERSITE CADI AYYAD - Lab. de Chimie du Solide MinГ©ral FacultГ© des Sciences Semlalia, BP
2390, UniversitГЁ Cadi Ayyad Marrakech.
Collaborazione nell'ambito degli accordi bilaterali Italia-Marocco.
Referente Prof. M. Elaatmani.
LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORIES - Collaborazione nell'ambito della diffrazione da
neutroni. - Referente T. Terwilliger
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
11
15
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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specializzan Borsista Assegnista
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incaricato
professionale
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Metodologie Cristallografiche applicate a nano diffrazione e nanoimaging
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie cristallografiche
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
GIANNINI CINZIA
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie cristallografiche
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
GIANNINI CINZIA
Risultati conseguiti
Diffrazione da polveri:
Oggetto di studio sono le proprietГ medie di gruppi
di nanocristalli (forma, strain, dimensione, omogeneitГ del dominio, superficie)
che vengono studiate attraverso diffrazione da polveri. A tale scopo ГЁ stato
sviluppato un software di analisi di dati da polveri, basato sul metodo
Debye, attualmente in grado di trattare dati su materiali policristallini di
forma sferica. Nel 2008 si ГЁ dato avvio alla implementazione di nuove routine
di calcolo per estendere l'approccio a materiali di forma allungata (rod) con
distribuzione bi-variata di size. Si e' dato avvio ad una nuova attivita' di ricerca riguardante
l'assembly di nanocristalli.
Imaging in olografia e diffrazione coerente:
Nell'anno 2008 ГЁ stato effettuato il secondo esperimento di olografia e diffrazione coerente (forward
diffraction) a raggi X presso la linea di luce di sincrotrone ID01 di ESRF (Grenoble) utilizzando
ottiche a guida d'onda ed illuminando oggetti micrometrici non periodici. La coerenza della
nanosonda (sorgente virtuale di qualche centinaio nm2) permette di illuminare oggetti singoli (anche
non periodici) e, attraverso tecniche di phase retrieval, di ricostruire la forma originale dell'oggetto.
Imaging in microdiffrazione/imaging a contrasto di fase:
Nel settore dei biomateriali si ГЁ continuato a lavorare sullo sviluppo di metodi
di analisi di dati in imaging diretto (phase contrast) e indiretto (microdiffrazione).
Circa il phase contrast, ГЁ in corso uno studio di un approccio teorico originale
per la descrizione di immagini in contrasto di fase raccolte da tessuti
complessi (composto di tessuti molli e duri) utilizzando nuove micro sorgenti di
raggi X duri basati sull'effetto Thomson relativistico. Tali sorgenti sono di
grande interesse clinico avendo dimensioni di 5x15mq.
Per quanto riguarda l'imaging in microdiffrazione si ГЁ applicato il metodo giГ sviluppato nel 2007(combinazione analisi Rietveld e CCA) a dati acquisiti su
tessuti ossei di diversi stadi di maturazione finalizzato a studiare i processi
di riassorbimento delle protesi ossee a base di idrossiapatite.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
in atti di
Convegno
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valorizzazi
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Principali collaborazioni
1. Laboratory for Neutron Scattering ETH Zurich and Paul Scherrer Institut (Villigen - ZurichSwitzerland). Swiss light Source del Paul Scherrer Institute (Villigen - Zurich-Switzerland).
Laboratorio Nazionale di Nanotecnologie (NNL) di Lecce.
2. Istituto Fotonica e Nanotecnologie (CNR - Roma). Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro e
il Dipartimento di Oncologia, Biologia e Genetica dell'Universita' di Genova.
3. European Syncrotron Radiation Facility - ESRF- Gronoble, France.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
3
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
2
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
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Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
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professionale
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Strumentazione cristallografica e applicazioni
Commessa:
Progetto:
Dipartimento:
Responsabile:
Metodologie cristallografiche
Tecnologie abilitanti nel drug discovery
Progettazione Molecolare
PIFFERI AUGUSTO
Risultati conseguiti
Film Sottili:
Sono stati effettuati esperimenti in Riflessione Radente (GIXD) mediante Luce di Sincrotrone per la
caratterizzazione di film sottili a base carbonio. Questi studi hanno mostrato che la deposizione ad
alta temperatura induce la formazione di nano strutture in grafene. Ricerche svolte sulla struttura di
film organici sottili, depositati come mono strato di polimeri/oligomeri suggeriscono che la loro
capacitГ di auto assemblarsi in un alto ordine parzialmente cristallino, accresce considerevolmente
la mobilitГ dell'effetto campo, specialmente in funzione del peso molecolare e della scelta del metodo
di deposizione. Questi studi, effettuati mediante analisi a Raggi X in Luce Sincrotrone, mostrano che
la forma cristallina ГЁ tipicamente monoclina ma in funzione delle condizioni di crescita o della
temperatura, possono presentare differenti strutture cristalline e quindi differenti proprietГ fisiche.
Superconduttori ad alta temperature, Cuprati, Diborati e Pnicogeni (Pnictogeni) , ed in particolare
una nuova classe di composti multistrato di ReFeAs:
I risultati di analisi a diffrazione di Neutroni hanno dimostrato una correlazione atomica e una
fluttuazione del reticolo cristallino nei composti Mg1-xAlxB2 , grazie ad un effetto superconduttivo
ad alta temperatura.
Nei composti La2CuO4 sono state scoperte mediante analisi a diffrazione di Raggi X in Luce
Sincrotrone due fasi di transizione: presenti in relazione all'alta temperatura e all'eccitazione ottica
mediante XAFS.
Sono stai effettuati studi di diffrazione con Raggi X di polveri, in relazione alla temperatura in un
intervallo tra 300k e 95k, su composti quaternari di ossidi di Pnicogeni NdOFeAs depositati. E' stata
riscontrata la prova della transizione di fase strutturale in ReOFeAs: da tetragonale a monoclino.
Questi risultati mostrano che la temperatura della fase di transizione ГЁ fortemente ridotta passando
dal composto LaOFeAs al NdOFeAs, grazie ad un aumento della pressione chimica interna, e
naturalmente ciГІ significa che si ГЁ raggiunta la superconduttivitГ a temperature notevolmente
superiori.
Nuove strumentazioni:
Costruzione di un nuovo diffrattometro a Raggi X portatile, utilizzabile anche per misure in XRF.
Progettazione, costruzione ed assemblaggio di un nuovo Goniometro K installato sulla linea di Luce
Sincrotrone XRD1 ad Elettra. Questo nuovo sistema, completamente motorizzato ed implementato
alla linea mediante TANGO,offre nuove grandi opportunitГ e massimizza l'ecletticitГ dell'intera linea
di diffrazione XRD1 del IC-CNR.
Polimorfismo, transizione di fase, nano micelle (OIW) di lipidi:
Recentemente gli interessi sulla comprensione del rapporto tra cinetica di ossidazione dei lipidi e
mutazioni della fase cristallina, in funzione della temperatura e delle dinamica temporale sono in
continuo aumento. Sono stati effettuati studi sul polimorfismo e la transizione di fase di differenti oli e
grassi a diversi stati di ossidazione, sottoposti a variazioni in temperatura per indurre le mutazioni di
fase. I lipidi sono stati sottoposti a Diffrazione a Raggi X in Luce di Sincrotrone (XRDT) in funzione
del tempo ed in coppia con un calorimetro differenziale (DSC), per comprenderne le modifiche
strutturali in tempo reale ed assegnare ad ogni lipide, per ogni determinato momento termodinamico,
la nomenclatura corrente determinata dalla cella. Per trattare l'ingente mole di dati in tempi discreti
ed offrire a presentare i risultati in modo facilmente comprensibile e routinabile ГЁ stato sviluppato
dall'IC un software dedicato scritto in MATLABв„ў.
Alla luce anche delle nostre recenti conoscenze acquisite sul comportamento dei lipidi, i nostri ultimi
lavori si stanno indirizzando alla preparazione e studio di prodotti nano tecnologici composti da gel,
emulsioni, nano-micelle, droplets, contenenti principi attivi di interesse Farmacologico, cosmetico e
Nutraceutico
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Con la Sincrotrone Trieste ГЁ attiva una convenzione per la gestione della Beamline di Diffrazione e
per il suo utilizzo nell'ambito della biologia strutturale, dello studio dei materiali e per la realizzazione
di nuova strumentazione.
Nell'ambito del progetto SPARC prosegue l'attivitГ di progettazione e realizzazione di una camera
sperimentale in vuoto per effettuare misure di microdiffrazione di radiazione X coerente (CXRD).
Con la ditta ASSING ГЁ in corso una collaborazione per lo sviluppo di strumentazione portatile per
misure di diffrazione e fluorescenza.
Sono in corso studi strutturali di film sottili di molecole organiche utilizzabili per dispositivi allo stato
solido mediante diffrazione ad incidenza radente con Luce di Sincrotrone in collaborazione con
l'ISMAC-CNR di Bologna. Sempre nel campo dello studio di superfici ГЁ attiva una collaborazione
con l'IMM-CNR di Bologna per la caratterizzazione di materiali nanostrutturati nell'ambito del
progetto europeo ANNA (European Integrated Activity of Excellence and Networking for Nano and
Micro-Electronics Analysis) E' attiva una collaborazione con l'UniversitГ di Udine sulla
caratterizzazione dello stato fisico di matrici lipidiche, con tecniche di diffrazione di raggi X in
accoppiamento ad analisi di calorimetria differenziale, allo scopo di valutare le relazioni esistenti tra
lo stato fisico dei lipidi, la loro stabilitГ nei confronti delle reazioni d'ossidazione, e
l'ingegnerizzazione di nuovi vettori per sostanze bioattive di interesse farmacologico e cosmetico.
Con il Dipartimento di Fisica della Sapienza di Roma ГЁ in corso una collaborazione per la
caratterizzazione di superconduttori ad alta temperatura di nuova generazione.
Con il Dipartimento di Mineralogia della Terza UniversitГ di Roma ГЁ in corso una collaborazione per
lo studio delle proprietГ strutturali di composti borati di interesse per applicazioni in fotonica.
Con il Dipartimento di Chimica dell'UniversitГ di Salerno ГЁ in corso una collaborazione per la
caratterizzazione delle proprietГ strutturali di composti sopramolecolari (Calix[n]arene) di interesse
per il trasporto ionico.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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AttivitГ RSTL
Metodologie Innovative per la soluzione strutturale da materiali policristallini
Responsabile:
ALTOMARE ANGELA
Risultati conseguiti
L'attivitГ di ricerca, sviluppata nell'ambito della soluzione strutturale ab-initio da diffrazione X su
polveri microcristalline, ha riguardato i seguenti punti: a)sviluppo di un metodo innovativo per
stimare le intensitГ integrate estratte dal profilo diffrattometrico. Il processo di estrazione delle
intensitГ dal profilo sperimentale ГЁ compromesso da una serie di problemi, conseguenza del fatto
che, nel caso delle polveri, numerosi microcristalli orientati casualmente partecipano
simultaneamente al fenomeno della diffrazione. Nelle figure diffrattometriche, lo spazio
tridimensionale cristallino appare collassato in una sola dimensione in cui una serie di picchi, molti
dei quali in sovrapposizione, si susseguono. Il problema della sovrapposizione, combinato al
rumore di fondo e alla possibile presenza di orientazione preferenziale, impediscono la stima
accurata delle intensitГ che si ottengono dalla decomposizione del profilo. La determinazione delle
intensitГ ГЁ un argomento decisivo e di notevole interesse scientifico nella soluzione ab-initio perchГЁ
l'accuratezza del processo di decomposizione ГЁ una condizione necessaria per risolvere con
successo una struttura. Il metodo innovativo sviluppato segue il seguente approccio: 1) le intensitГ ,
estratte dal profilo di diffrazione attraverso il metodo di Le Bail, sono normalizzate; 2) dall'inversione
della mappa Patterson opportunamente modificata (il picco all'origine ГЁ eliminato e i punti con
intensitГ statisticamente significativa sono selezionati) si ricavano le intensitГ dei riflessi in
sovrapposizione (queste ultime sono le piГ№ compromesse); 3) l'intensitГ dei riflessi in forte
sovrapposizione aventi un ruolo decisivo nel processo di fasazione ГЁ sistematicamente modificata
secondo la teoria dei codici di Hamming [13,10] e [40,36]. Ogni modifica corrisponde ad un tentativo
di decomposizione; in questo modo si generano numerosi set di intensitГ tra i quali si selezionano i
piГ№ attendibili. L'algoritmo sviluppato conduce ad una stima migliore dei moduli dei fattori di struttura
e, quindi, ad un processo di fasazione piГ№ attendibile e ad una maggiore probabilitГ di risolvere la
struttura. Il nuovo approccio ГЁ utilizzato nei casi in cui la soluzione tramite applicazione dei Metodi
Diretti alle intensitГ estratte dall'algoritmo classico di Le Bail fallisce; b)sviluppo di algoritmi di calcolo
riguardante la soluzione nello spazio diretto (in particolare per le strutture organiche) attraverso la
tecnica del Simulated Annealing. Essa si basa sul seguente approccio: un modello strutturale
compatibile con la geometria molecolare attesa ГЁ importato da una banca dati (per far questo si
sono utilizzati dei programmi di grafica molecolare); successivamente si variano sistematicamente
le torsioni del modello secondo il metodo Monte Carlo; si seleziona il modello piГ№ attendibile sulla
base di un percorso di Simulated Annealing facente uso di una figura di merito che descrive
l'accordo tra modello e pattern sperimentale. Si svilupperГ un nuovo metodo che combinerГ questi
algoritmi alla procedura Patterson; c)implementazione degli algoritmi computazionali sviluppati nel
programma EXPO secondo i piГ№ moderni ed efficienti linguaggi informatici. EXPO, programma
ampiamente utilizzato dalla comunitГ scientifica nazionale ed internazionale, ГЁ capace di eseguire
efficacemente ed automaticamente tutte le fasi del processo di soluzione, dall'indicizzazione
all'affinamento Rietveld. E' stata sviluppata l'interfaccia grafica piГ№ idonea a gestire le procedure
descritte in b). L'efficacia dei nuovi metodi ГЁ stata provata su strutture giГ risolte. Per esempio si ГЁ
verificato che la soluzione di alcune strutture (per esempio, la zeolite MCM-22, Si72O144) ГЁ stata
possibile solo grazie all'applicazione della procedura descritta in a). L'uso dell'informazione
deducibile dalla mappa Patterson sarГ combinato alla procedura descritta in b).
L'attivitГ svolta ha avuto inizio giГ prima che la proposta di Ricerca Spontanea a Tema Libero fosse
finanziata e ha prodotto i seguenti risultati: •la teoria innovativa proposta è stata pubblicata su riviste
internazionali di Cristallografia (Altomare, A., Cuocci, C., Giacovazzo, C., Moliterni, A. & Rizzi, R,
(2006) 'The combined use of Patterson and Monte Carlo methods for the decomposition of a
powder diffraction pattern' J. of Applied Cryst. 39, 145-150); (Altomare, A., Caliandro, R., Cuocci,
C., Giacovazzo, C., Moliterni, A., Rizzi, R, & Platteau, C. (2008), J. of Applied Cryst. 41, 56-61);
(Altomare, A., Cuocci, C., Giacovazzo, C., Moliterni, A. & Rizzi, R, (2008), Croat. Chem. Acta 81,
401-407) •i nuovi algoritmi sono stati: a) implementati nel software EXPO, programma di soluzione
ab-initio da polveri ampiamente utilizzato dalla comunitГ scientifica nazionale ed internazionale; b)
verificati con successo; •le prestazioni di EXPO sono state migliorate ed è aumentata la sua
capacitГ di risoluzione.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
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Articoli
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Risultati di
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
L'attivitГ di ricerca e' stata espletata in collaborazione con if Prof. Carmelo Giacovazzo, Direttore
dell'Istituto di Cristallografia del CNR di Bari (fino al 30 novembre 2008). Il Prof. Giacovazzo ha
curato la parte teorica del progetto interessandosi ai seguenti argomenti:teoria dei codici, estrazione
delle intensitГ integrate da un profilo di diffrazione da polveri, mappa Patterson, metodi Monte Carlo,
Simulated Annealing.
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
1
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Principali risorse strumentali utilizzate
Strumentazione per diffrazione a raggi X. Strumentazione per il calcolo.
Strutture di DNA non codificante
Responsabile:
POCHETTI GIORGIO
Risultati conseguiti
Il 21-mero 5'-d[GGG(TTAGGG)3]-3' ГЁ stato sintetizzato mediante il metodo delle fosforamiditi per
sintesi automatica in fase solida in quantitГ e grado di purezza adeguati per poter effettuare tentativi
di cristallizzazione e successivamente caratterizzato mediante HPLC a scambio ionico e PAGE.
L'oligonucleotide (ON) così ottenuto è stato utilizzato per studi di complessazione con la
doxorubicina e con un antraciclina disaccaridica MEN 10755, fornita dalla MENARINI e
caratterizzata dall'assenza del gruppo metossile in posizione 4.
Sono stati effettuati studi spettroscopici (dall'ISOF del CNR di Bologna) sia per la caratterizzazione
della struttura complesso-DNA, sia come strumento pilota per gli studi di cristallizzazione.
Gli spettri di Fluorescenza, UV e CD si sono registrati mantenendo costante la concentrazione
dell'antraciclina e variando la concentrazione del 21mero da 1.10-6M a 3,5.10-5M in tampone TRIS/
EDTA con KCl. Gli esperimenti sono stati condotti in eccesso di K+, visto che il catione contribuisce
a stabilizzare la struttura G-quadruplex.
L'analisi globale di una serie di spettri ha permesso di determinare il miglior rapporto stechiometrico
per la formazione dei complessi 1/1 e 2/1 (ligando/DNA) ed ha permesso di determinare le costanti
di associazione.
L'intensitГ di emissione dei ligandi (doxorubicina e MEN 10755) diminuisce drasticamente con
l'aumento della concentrazione del 21-mero. I due complessi sono entrambi non emittenti.
Lo spettro CD del 21-mero corrisponde perfettamente allo spettro riportato in letteratura (NAR
2005). Recenti studi attribuiscono questo spettro all'esistenza contemporanea di miscele
conformazionali di G-quadruplex, tipo-ibrido. La presenza di un picco positivo a 290nm e uno
negativo a 255nm dato dal complesso 1/1 potrebbe indicare uno spostamento nell'equilibrio
conformazionale verso la struttura antiparallela, mentre il complesso 2/1 sembra spostare
ulteriormente l'equilibrio conformazionale ristabilendo la banda positiva a 250 e 290 nm.
Prodotti della ricerca (2008)
anno
Brevett
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Articoli
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Libri
Rapport
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Risultati
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Principali collaborazioni
Sandra Monti, Ilse Manet, Francesco Manoli - ISOF-CNR _ Bologna
Amalia Cipollone - Menarini Ricerche - Pomezia - Roma
Giovanni Ughetto - Associato - IC-CNR - Roma
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
Risultati di
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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
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Principali risorse strumentali utilizzate
Strumentazione per la realizzazione di modelli di acidi nucleici, strumentazione per lo studio delle
loro interazioni con farmaci e molecole biologicamente attive, strumentazione per lo studio
strutturale cristallografico, strumenti di calcolo.
Progettazione di nuovi farmaci antivirali analoghi di nucleosidi
Responsabile:
CELLAI LUCIANO
Risultati conseguiti
Al fine di poter effettuare studi strutturali su un modello rappresentativo del fenomeno detto "Error
catastrophe", il quale si verifica in genomi virali in cui siano inseriti composti nucleosidici che
simulino basi naturali, si sono sintetizzati sistemi oligonucleotidici modello e su questi si sono
compiuti studi strutturali preliminari NMR. In dettaglio, si sono studiati un sistema modello
dodecamerico autocomplementare ed il suo analogo contenente una molecola di Ribavirina per
strand:
5'-CGAGUGCACUCG-3' (12-mero non modificato)
5'-CGARUGCACUCG-3' (12-mero modificato)
Lo studio NMR ha mostrato che il modello dodecamerico con sequenza naturale assume una
conformazione stabile a doppio filamento, rappresentativa di un genoma virale di un virus come
l'HCV.
A conferma di ciГІ, il profilo di denaturazione termica a 260 nm ed il comportamento elettroforetico
PAGE in condizioni non denaturanti dello stesso ibrido modello sono risultati essere perfettamente
coerenti.
Lo studio NMR dell'analogo modello contenente la Ribavirina, registrato in condizioni identiche, non
ha invece consentito di arrivare a conclusioni definite, in quanto lo spettro non permette la
formulazione di una ipotesi di struttura univoca, suggerendo che ci si trovi in presenza di una
struttura flussionale.
In accordo con ciГІ, il profilo di denaturazione termica mostra un aumento di assorbanza al
crescere della temperatura, ma senza mostrare il consueto effetto di salto ipercromico.
Inoltre, il comportamento elettroforetico in condizioni non denaturanti risulta comunque chiaramente
attribuibile ad un composto a singolo filamento.
Si ГЁ pertanto quindi adottato un sistema modello tetradecamerico, non autocomplementare, con una
sola molecola di Ribavirina in posizione +10 su una delle due striscie:
5'-GUCAGUGCGUGAUC-3' (14-mero non modificato)
5'-GUCARUGCGUGAUC-3' (14-mero modificato)
Dall'analisi del confronto dei profili di denaturazione termica, si deduce che la presenza della
Ribavirina destabilizza parzialmente l'ibrido che la contiene rispetto all'ibrido naturale, ma che
comunque in entrambi i casi ci si trova in presenza di una struttura a doppia elica. Sono in corso
studi strutturali in soluzione tramite spettroscopia NMR e tentativi di cristallizzazione.
Prodotti della ricerca (2008)
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AttivitГ editoria
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Principali collaborazioni
Dr. Matthias Goette, Mc Gill University, Montreal
Dr. Cesare Giordano, ICB-CNR, Roma
Dr. Francesca Camponeschi, UNI-Siena
Risorse umane
Dati estratti dal PDGP 2008-2010
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
0
Riepilogo personale CNR Consuntivo 2008
personale equivalente tempo pieno
ricercatori
totale
0
0
Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitГ Associato
Dottorando e
Professor
e
Collaboratore
specializzan Borsista Assegnista
e
Altro
incaricato
professionale
do
visitatore
di ricerca
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0
0
Totale
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Principali risorse strumentali utilizzate
Strumentazione per la realizzazione di modelli di acidi nucleici, strumentazione per lo studio delle
loro interazioni con farmaci e molecole biologicamente attive, strumentazione per lo studio
strutturale cristallografico, strumenti di calcolo.
Elenco pubblicazioni dell!Istituto
Brevetti
1
Mario Brufani, Luciano Cellai, Barbara Bartolini, Ilaria Medici, Bianca Maria Lagrasta - New drugs
with anticholestatic activity
Articoli ISI
1
2
3
G. Portalone, A. Cassetta, M. Colapietro and S. H. Plattner - (3R,5S)-5(3)-Carboxy-3,4,5,6tetrahydro-2H-1,4-thiazin-4-ium-3(5)-carboxylate - ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION ESTRUCTURE REPORTS ONLINE, Vol. E64, Pagg. o636-o636
Stefanachi Angela, Nicolotti Orazio, Leonetti Francesco, Cellamare Saverio, Campagna
Francesco, Loza Maria Isabel, Brea Jose Manuel, Mazza Fernando, Gavuzzo Enrico, Carotti
Angelo - 1,3-Dialkyl-8-(hetero)aryl-9-OH-9-deazaxanthines as potent A2B adenosine receptor
antagonists: Design, synthesis, structure–affinity and structure–selectivity relationships BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 16, Pagg. 9780-9789
Margiotta N., Capitelli F., Ostuni R., Natile G. - A new dinuclear platinum complex with a nitrogencontaining geminal bisphosphonate as potential anticancer compound specifically targeted to
bone tissues - JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY, Vol. 102, Pagg. 2078-2086
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Trevisanutto P.E., Giorgetti C., Reining L., Ladisa M., Olevano V. - Ab initio GW Many-Body
Effects in Graphene - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 101, Pagg. 226405-226408
Caliandro R., Carrozzini B., Cascarano G.L., De Caro L., Giacovazzo C., Mazzone A., Siliqi D. Ab initio phasing of proteins with heavy atoms at non-atomic resolution: pushing the size limit of
solvable structures up to 7890 non-H atoms in the asymmetric unit - JOURNAL OF APPLIED
CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 41, Pagg. 548-553
Palumbo O., Paolone A., Cantelli R., Giannini C., Guagliardi A., Reale P., Scrosati B., Lo Russo
S., Maddalena A., Palade P. Principi G., Schinteie G. - An anelastic spectroscopy, differential
scanning calorimetry and X-Ray diffraction study of the crystallization process of Mg-Ni-Fe
alloys - JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, Vol. 463, Pagg. 148-152
Pellei M. , Alidori S., Camalli M., Campi G., Gioia Lobbia G., Mancini M., Papini G., Spagna R.,
Santini C. - Copper(I)–organophosphine complexes of bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)dithioacetate
ligand - INORGANICA CHIMICA ACTA-ARTICLES, Vol. 361, Pagg. 1456-1462
Pellei M., Alidori S., Camalli M., Campi G., Gioia Lobbia G., Mancini M., Papini G., Spagna R.,
Santini C. - Copper(I)–organophosphine complexes of bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)dithioacetate
ligand - INORGANICA CHIMICA ACTA, Vol. 361, Pagg. 1456-1462
Altomare A., Cuocci C., Giacovazzo C., Moliterni A., Rizzi R. - Correcting resolution bias in
electron density maps of organic molecules derived by direct methods from powder data JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 41, Pagg. 592-599
Capriati V., Digennaro L., Florio S., Luisi R., Moliterni A., Rizzi R. - Crystal structure of (2R*,
3R*)-3-Amino-2-ethyl-N-(2-hydroxy-1,1-dimethylethyl)-3-p-methoxyphenylpropanamide,
C17H28N2O3 - ZEITSCHRIFT FUR KRISTALLOGRAPHIE-NEW CRYSTAL STRUCTURES,
Vol. 223, Pagg. 483-484
Capriati V., Digennaro L., Florio S., Luisi R., Cuocci C., Campi G. - Crystal structure of (+)-(2S,
3S,1'S)-2-ethyl-N-(1-hydroxymethyl-2-methylpropyl)-2-methyl-3-phenyl-3-phenylamino
propanamide, C23H32N2O2 - ZEITSCHRIFT FUR KRISTALLOGRAPHIE-NEW CRYSTAL
STRUCTURES, Vol. 223, Pagg. 481-482
Montanari R., Saccoccia F., Scotti E., Crestani M., Godio C., Gilardi F., Loiodice F., Fracchiolla
G., Laghezza A., Tortorella P., Lavecchia A., Novellino E., Mazza F., Pochetti G. - Crystal
structure of the PPAR-gamma ligand binding domain complexed with a novel partial agonist: a
new region of the hydrophobic pocket could be exploited for drug design - JOURNAL OF
MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 51, Pagg. 7768-7776
Bartolucci C, Lamba D, Grazulis S, Manakova E, Heumann H. - Crystal structure of wild-type
chaperonin GroEL - JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY, Vol. 380, Pagg. 775-775
Cadet J., Carell T., Cellai L., Chatgilialoglu C., Gimisis T., Miranda M., O'Neill P., Ravanat J.L.,
Robert M. - DNA Damage and radical reactions: mechanistic aspects, formation in cells and
repair studies - CHIMIA, Vol. 62, Pagg. 742-749
Varsamis D.G., Touloupakis E., Morlacchi P., Ghanotakis D.F. Giardi M.T. - Development of a
Photosystem II based optical microfluidic sensor for herbicide detection - TALANTA, Vol. 77,
Pagg. 42-47
De Caro L., Jark W., Menk R.H. and Matteucci M. - Diffraction of partially coherent X-rays in
clessidra prism arrays - JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, Vol. 15, Pagg. 606-611
De Caro L. and Jark W. - Diffraction theory applied to X-ray imaging with clessidra prism array
lenses - JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, Vol. 15, Pagg. 176-184
Altomare A., Caliandro R., Cuocci C., Giacovazzo C., Moliterni A.G.G., Rizzi R. and Platteau C. Direct methods and simulated annealing: a hybrid approach for powder diffraction data JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 41, Pagg. 56-61
Covaceuszach S., Cassetta A., Konarev P. V., Gonfloni S., IbaГ±ez C., Rudolph R., Svergun D.I.,
Lamba D., Cattaneo A. - Dissecting NGF interactions with TrkA and p75 receptors by structural
and functional studies of an anti-NGF neutralizing antibody - JOURNAL OF MOLECULAR
BIOLOGY, Vol. 381, Pagg. 881-896
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Scavia G., Porzio W., Destri S., Barba L., Arrighetti G., Milita S., Fumagalli L.,Natali D., Sampietro
M. - Effect of the silanization and annealing on the morphology of thin poly(3-hexylthiophene)
(P3HT) layer on silicon oxile - SURFACE SCIENCE, Vol. 602-1, Pagg. 3106-3110
Biava M. Cirilli R. Fares V. Ferretti R. Gallinella B. La Torre F. Poce G. Porretta GC. Supino S.
Villani C. - HPLC enantioseparation and absolute configuration of novel anti-inflammatory pyrrole
derivatives. - CHIRALITY, Vol. 20, Pagg. 775-780
Stefania Miccadei, Barbara Pascucci , Mauro Picardo , Pier Giorgio Natali and Donato Civitareale
- Identification of the minimal melanocyte-specific promoter in the melanocortin receptor 1 gene JOURNAL OF EXPERIMENTAL & CLINICAL CANCER RESEARCH, Vol. 27, Pagg. De Caro L., Giannini C., Pelliccia D., Mocuta C., Metzger T.H., Guagliardi A., Cedola A.,
Burkeeva I. and Lagomarsino S. - In-line holography and coherent diffractive imaging with x-ray
waveguides - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 77, Pagg. 1-4
De Caro L., Cedola A., Giannini C., Bukreeva I. and Lagomarsino S. - In-line phase-contrast
imaging for strong absorbing objects - PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, Vol. 53, Pagg.
6619-6637
Angelini Riccardo,Tisi Alessandra , Rea Giuseppina, Chen Martha M. , Botta Maurizio , Federico
Rodolfo and Cona Alessandra - Involvement of Polyamine Oxidase in Wound Healing - PLANT
PHYSIOLOGY, Vol. 146, Pagg. 162-177
Rea G., Serafini A., Margonelli A., Faraloni C., Zanini A., Bertalan I., Johanningmeier U., Giardi
M.T. - Ionizing radiation impacts photochemical quantum yield and oxygen evolution activity of
photosystem II in photosynthetic microorganisms - INTERNATIONAL JOURNAL OF
RADIATION BIOLOGY, Vol. 84, Pagg. 867-877
Altomare A., Cuocci C., Giacovazzo C., Kamel G.S., Moliterni A., Rizzi R. - Minimally resolution
biased electron-density maps - ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION A-CRYSTAL
PHYSICS DIFFRACTION THEORETICAL AND GENERAL CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 64,
Pagg. 326-336
Tedesco C., Gregoli L., Immediata I., Gavuzzo E., Neri P. - Molecular Assembly of Distal p-HCalix[4]dihydroquinone Units - CRYSTAL GROWTH & DESIGN, Vol. 8, Pagg. 3700-3705
Altomare A., Cuocci C., Giacovazzo C., Moliterni A., Rizzi R. - New Features in EXPO2007, a
Program for Crystal Structure Resolution from Powder Data - CROATICA CHEMICA ACTA, Vol.
81, Pagg. 401-407
Maugeri C., Alisi M.A., Apicella C., Cellai L. , Dragone P., Fioravanzo E., Florio S., Furlotti G.,
Mangano G., Ombrato R., Luisi R. , Pompei R., Rinciotti V., Russo V., Vitiello M., Cazzolla N. New antiviral drugs for the treatment of the common cold - BIOORGANIC & MEDICINAL
CHEMISTRY, Vol. 16, Pagg. 3091-3107
EL Bali B., Capitelli F., Alaoui A.T., Lachkar M., da Silva I., Alvarez-Larena A. and Piniella J.F. New thallium diphosphates Tl2Me(H2P2O7)2•2H2O, Me=Mg,Mn,Co, Ni and Zn. Synthesis,
single crystal X-ray structures and powder X-ray structure of the Mg phase - ZEITSCHRIFT
FUR KRISTALLOGRAPHIE, Vol. 223, Pagg. 448-455
Buonsanti R. , Grillo V., Carlino E., Giannini C. 1, Kipp T., Cingolani R., Cozzoli P.D. Nonhydrolytic Synthesis of High-Quality Anisotropically Shaped Brookite TiO2 Nanocrystals JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 130, Pagg. 11223-11233
Figuerola A., Fiore A., Di Corato R., Falqui A., Giannini C. 1, Micotti E., Lascialfari A., Corti M.,
Cingolani R., Pellegrino T., Cozzoli P.D. and Manna L. - One-Pot Synthesis and Characterization
of Size-Controlled Bimagnetic FePt-Iron Oxide Heterodimer Nanocrystals - JOURNAL OF THE
AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 130, Pagg. 1477-1487
D!Accolti L. , Fusco C., Lampignano G., Capitelli F. 1, Curci R. - Oxidation of natural targets by
dioxiranes. 6: on the direct regio- and site-selective oxyfunctionalization of estrone and of 5В±androstane steroid derivatives - TETRAHEDRON LETTERS, Vol. 49, Pagg. 5614-5617
Troisi F., Citro L., Gaeta C., Gavuzzo E., Neri P. - Oxyfunctionalization of Calixarene Quinone
Rings - ORGANIC LETTERS, Vol. 10, Pagg. 1393-1396
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Calligaris S., Barba L. , Arrighetti G. , Nicoli M.C. - Phase transition of sunflower oil as affected by
the oxidation level - JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY, Vol. 85-7, Pagg.
591-598
Altomare A., Cuocci C., Giacovazzo C., Moliterni A. and Rizzi R. - QUALX: a computer program
for qualitative analysis using powder diffraction data - JOURNAL OF APPLIED
CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 41, Pagg. 815-817
Vitale F., Vitaliano R., Battocchio C., Fratoddi I., Giannini C., Piscopiello E., Guagliardi A.,
Cervellino A., Polzonetti G., Russo M.V., Tapfer L. - Synthesis and microstructural investigations
of organometallic Pd(II) thiol-gold nanoparticles hybrids - NANOSCALE RESEARCH LETTERS,
Vol. 3, Pagg. 461-467
Caliandro R., Carrozzini B., Cascarano G.L., De Caro L., Giacovazzo C. and Siliqi S. - The (Fo Fc) Fourier synthesis: a probabilistic study - ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION ACRYSTAL PHYSICS DIFFRACTION THEORETICAL AND GENERAL CRYSTALLOGRAPHY,
Vol. 64, Pagg. 519-528
Balenci D, Bernardi F, Cellai L, D'Amelio N, Gaggelli E, Gaggelli N, Molteni E, Valensin G. - The
Interaction of Kanamycin A with the Bacterial Ribosomal A-Site: Effect of Cu(II) on the Adduct CHEMBIOCHEM, Vol. 9, Pagg. 114-123
Fratini M., Caivano R., Puri A., Ricci A., Ren Z.A., Dong X.L., Yang, J. Lu W., Zhao Z.X., Barba
L., Arrighetti G., Polentarutti M., Bianconi A. - The effect of internal pressure on the tetragonal to
monoclinic structural phase transition in ReOFeAs: the case of NdOFeAs SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 092002-092004
Cervellino A., Giannini C., Guagliardi A. and Ladisa M. - Unfolding a two-dimensional powder
diffraction image: conformal mapping - JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 41,
Pagg. 701-704
Gaeta C., Procida G., Gavuzzo E., Neri P. - X-ray crystal structure of a p-hydroxycalix[6]arene
derivative - JOURNAL OF INCLUSION PHENOMENA AND MACROCYCLIC CHEMISTRY, Vol.
60, Pagg. 115-122
Articoli non ISI
1
2
3
Tibuzzi A., Pezzotti G., Lavecchia T., Rea G., Giardi M.T. - A Portable Light-Excitation Equipped
Bio-Amperometer for Electrogenic Biomaterials to Support the Technical Development of Most
Biosensors - Sensors & Transducers Journal, Vol. 88, Pagg. 9-20
Caivano R. , Fratini M. , Poccia N. , Ricci A. , Puri A. , Ren Zhi-An , Dong Xiao-Li , Yang J. , Wei
Lu, Zhao Z. X. , Barba L. , Biancon A. - Feshbach resonance and mesoscopic phase separation
near a quantum critical point in multiband FeAsbased superconductors - arXiv, Vol. , Pagg. Baldassarre F. 1, Bruno P. 1, Caselli M. 1, Ielpo P. 1, Cornacchia G. 2, Canonico A. 2, Chita G. 3
- Recovery of zinc from ashes of automobile tire wastes by pH controlled solutions of ammonium
chloride - Environmental Science An Indian Journal, Vol. 3, Pagg. 206-211
Articoli in atti di Convegno
1
2
Scognamiglio V., Lambreva M., Antonacci A., Rea G., Lavecchia T., Pezzotti I., Giardi M.T. - A
multi-array biosensor for fluorescence detection of pollulants - XIIIth International Symposium on
Luminescence Spectrometry - Analytical luminescence: new diagnostic tools in life science, food
safety and cultural heritage (ISLS 2008), Bologna, Italy
Giardi M.T., Lambreva M., Rea G., Scognamiglio V., Tibuzzi A., Lavecchia T., Pezzotti G. - A
portable biosensor system for flow-assisted simultaneous detection of optical luminescence and
amperometric current - XIIIth International Symposium on Luminescence Spectrometry Analytical luminescence: new diagnostic tools in life science, food safety and cultural heritage
(ISLS 2008), Bologna, Italy
3
4
5
6
Pelliccia D., Bukreeva I., Giannini C. 1, De Caro L. 1, Cedola A., Scarinci F. and Lagomarsino S.
- Advancement in X-ray waveguides and their applications in coherent diffraction imaging - 9th
International School and Symposium on Synchrotron Radiation in Natural Science (ISSRNS
2008), Warsaw (Poland)
A. Ponzoni, G. Faglia, M. Ferroni, G. Sberveglieri, A. Flamini, G. Andreano , L. Cellai - Atomic
force microscopy analysis of crystalline silicon functionalization with oligonucleotides - 14th
EUROPEAN MICROSCOPY CONGRESS, Aachen (Germania)
Lambreva M., Pappalettera G., Boffi P., Palasciano A., Scognamiglio V., Pezzotti G. , Giardi M. T.
- Experimental laser-induced fluorescence sensor for remote detection of herbicide action on
plants - International Symposium on Luminescence Spectrometry - Analytical luminescence: new
diagnostic tools in life science, food safety and cultural heritage (ISLS 2008), Bologna, Italy
Jark W., Matteucci M., Menk R.H., Rigon L. and De Caro L. 1 - The role of spatial coherence,
diffraction and refraction in the focusing of x-rays with prism arrays of the Clessidra type - ,
Libri
1
2
3
4
Caliandro R. 1, Giacovazzo C. 1-2, Rizzi R. 1 - Crystal Structure Determination - Powder
Diffraction. Theory and Practice, R. Dinnebier and S. Billinge, Oxford
Giacovazzo C. - Direct Methods - International Tables for Crystallography, Volume B, Springer,
IUCr,
Altomare A. 1, Giacovazzo C. 1-2, Moliterni A. 1 - Indexing and Space Group Determination Powder Diffraction. Theory and Practice, R. Dinnebier and S. Billinge, Oxford
Jark W., PГ©rennГЁs F., Matteucci M., De Caro L. 1 - Modern Developments in X-Ray and Neutron
Optics - Modern Developments in X-Ray and Neutron Optics, Springer,
Principali risorse strumentali dell!Istituto
Strumentazione per la diffrazione di raggi X, anche da luce di sincrotrone, e per la raccolta dati.
Strumentazione per il calcolo.
Strumentazione per lo screening automatico delle condizioni di cristallizzazione.
Laboratori e strumentazione per l'espressione di proteine.
Laboratori chimici e strumentazione per la sintesi automatica e la purificazione di oligonucleotidi.
Strumentazione per spettroscopia per la caratterizzazione delle sostanze e per lo studio delle
interazioni.
Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione
Considerazioni generali
La missione dell'IC ГЁ legata allo sviluppo di metodiche cristallografiche e loro applicazioni nelle aree
della Chimica, Scienze della Vita, della Terra, dei Materiali. In campo metodologico teorico si opera a
livelli di eccellenza in ambito internazionale. Si sviluppano metodi cristallografici innovativi ed il corpo
delle teorie prodotte ГЁ implementato in software distribuiti alla comunitГ scientifica nazionale ed
internazionale, in ambito accademico ed industriale, tramite circa 4000 licence agreement, parte dei
quali sono fonte di autofinanziamento. Si sviluppa inoltre strumentazione scientifica innovativa.
Le applicazioni vanno dagli studi delle relazioni struttura-attivitГ -funzione di molecole e
macromolecole di interesse bio-farmacologico alla caratterizzazione di materiali di interesse
tecnologico quali i nanocristalli.
Da alcuni anni si sono avviate attivitГ legate alla biosensoristica in campo ambientale ed agrario,
basate sulle proprietГ delle proteine fotosintetiche, ed alla nutraceutica.
Elementi di autovalutazione
Il patrimonio di know-how, la progettualitГ scientifica, l'equilibrio fra ricerca teorica ed applicata, la
capacitГ di svolgere ricerca di frontiera e di fornire un servizio alla comunitГ scientifica, la presenza
attiva nel sistema industriale del Paese, la capacitГ di competere in ambito nazionale ed
internazionale per acquisire risorse rendono l'IC altamente adeguato alla richiesta di innovazione e
di collaborazione allo sviluppo socio-economico del Paese, con un autofinanziamento nel 2008 per
1.143.000" a fronte di un FFO di 134.000".
In maggior dettaglio, si sono sviluppate ed innovate metodologie al fine di migliorare la potenza dei
programmi di calcolo per la risoluzione della struttura cristallina. Si ГЁ elaborata una procedura per la
determinazione delle fasi ab initio di macromolecole biologiche. La tecnica di deconvoluzione
automatica della Patterson, basata sulla funzione di minima sovrapposizione, si ГЁ rivelata piГ№
potente rispetto all'approccio basato sui Metodi Diretti ed ha permesso di risolvere proteine
contenenti fino a 1000 residui alla risoluzione di 2.0Г…, a condizione che la molecola contenga un
atomo pesante. Essa ГЁ stata applicata con successo anche a dati da polveri e di dispersione
anomala.
Si ГЁ elaborata una nuova procedura per estrapolare moduli e fasi dei riflessi non osservati al fine di
superare il maggiore ostacolo nella cristallografia di macromolecole: la limitata risoluzione. Il metodo
ГЁ in grado di produrre mappe di densitГ elettronica meglio interpretabili ed ГЁ stato usato
nell'affinamento di modelli strutturali e nella risoluzione di strutture ab initio. Tutte le teorie e le
procedure sviluppate sono state integrate in una suite di programmi, denominata "Il Milione",
dedicata alla soluzione della struttura cristallina di macromolecole.
Nell'ambito della soluzione strutturale ab initio da dati diffrattometrici da polveri cristalline si sono
sviluppate teorie innovative ed algoritmi di calcolo atti a: identificare automaticamente il gruppo
spaziale; facilitare la soluzione delle strutture organiche; ottimizzare le mappe di densitГ elettronica
correggendo per l'errore di risoluzione. Si sono implementate le procedure sviluppate in una
versione potenziata del software EXPO, EXPO2008, programma di calcolo unico nel panorama
scientifico nazionale ed internazionale perchГ© capace di espletare automaticamente l'intero
percorso della soluzione da polveri, dalla determinazione della cella cristallina all'affinamento
Rietveld del modello strutturale. EXPO2008 puГІ essere utilizzato per la risoluzione di composti sia
inorganici che organici contenenti fino a 70 atomi non idrogeno nell'unitГ asimmetrica. Si ГЁ inoltre
sviluppato il programma di calcolo QUALX per l'analisi qualitativa di miscele polifasiche.
La caratterizzazione strutturale da diffrazione X su cristallo singolo ha riguardato: composti sintetici
del fosforo (V) di interesse nel campo biomedico (materiali idonei alla realizzazione di protesi ossee
e dentarie); composti ascrivibili alla classe dei "cisplatini", dalla nota attivitГ antitumorale; composti
dello zolfo, quali solfossidi chirali, biologicamente attivi in farmaci di largo consumo.
Nel campo dei Nanomateriali si ГЁ sviluppato un software (NANO) per caratterizzare distribuzioni in
dimensione, forma, struttura e deformazione della cella di materiali nanocristallini. NANO si basa
sull'uso della Debye Function per calcolare il profilo di diffrazione da polveri. La distribuzione
pubblica del software ГЁ prevista per il 2009.
Nel campo dell'Imaging Tissutale, si ГЁ usato un micro-fascio di raggi X per misure su tessuti ossei
ingegnerizzati impiantando in vivo una protesi bioceramica trattata con cellule stromali. Si ГЁ
sviluppato un metodo originale che combina tecniche di microdiffrazione, analisi Rietveld
quantitativa e un metodo statistico noto come Analisi di Correlazione Canonica (CCA) per studiare il
fenomeno di generazione del nuovo tessuto osseo e di riassorbimento della protesi. Questa
metodologia puГІ essere estesa a altri materiali ingegnerizzati (es: auto-assembly da nanocristalli).
Si sono svolti studi teorici per studiare le caratteristiche di lenti 'clessidra' e guide d'onda planari,
queste ultime utilizzate per esperimenti di diffrazione coerente.
Studi di XRGI su film sottili a base di carbonio e composti organici hanno permesso di correlare la
risposta fotonica con la cinetica delle trasformazioni di fase.
Si ГЁ studiata la struttura spaziale mediante XRDT (300 - 95K) di nuovi superconduttori composti dai
pnicogeni LaOFeAs e NdOFeAs caratterizzati da una alta temperatura critica superconduttiva
(27-51K).
Si sono effettuati studi in DSC/XRDT sul polimorfismo di lipidi a diversi stati di ossidazione. Data
l'ingente mole di dati ГЁ stato sviluppato un software dedicato scritto in MATLABв„ў.
Si sono svolte importanti ricerche nel settore della Salute. Con l'intento di sviluppare piГ№ efficaci
farmaci antivirali per l' epatite C, si ГЁ analizzata la suscettibilitГ alla pirofosforolisi di nucleotidi
obbligati come "terminatori di catena" e di analoghi non obbligati dell'adenosina e della citidina, questi
ultimi giГ in uso o in fase clinica avanzata. In collaborazione con la Angelini Farmaceutici, si sono
progettati, sintetizzati e valutata l'attivitГ di una serie di benzammidi sostituite come inibitori della
proteasi 3C serotipo HRV14 del virus del raffreddore. In collaborazione con la SEGIX Italia si sono
progettati, sintetizzati e valutata l'attivitГ di una serie di analoghi delle rifamicine come potenziali
farmaci anti-colestatici, oggetto di un brevetto depositato ed in corso di estensione.
Si ГЁ determinata la struttura tridimensionale in soluzione del precursore del fattore di crescita
nervoso proNGF con tecniche di diffrazione di raggi X a basso angolo utilizzando la luce di
sincrotrone. Gli studi strutturali e funzionali hanno permesso, per la prima volta, di evidenziare che
la regione pro-peptidica del proNGF ГЁ intrinsecamente disordinata.
In collaborazione con la Lay Line Genomics e la Pangenetics si ГЁ completato lo studio strutturale e
funzionale di un anticorpo murinico antagonista e neutralizzante l'interazione tra il fattore di crescita
nervoso NGF, un target per il trattamento del dolore cronico, ed i recettori TrkA e p75. Si ГЁ definita
la stechiometria del complesso NGF-anticorpo mediante misure di risonanza plasmonica
superficiale e di diffrazione di raggi X a basso angolo in soluzione utilizzando la luce di sincrotrone.
Si ГЁ anche provveduto con successo alla umanizzazione dell'anticorpo che nel 2009 dovrebbe
iniziare la sperimentazione clinica preventiva di fase I.
Si sono progettati, caratterizzati e valutata l'attivitГ biologica di una serie di metallo farmaci a base di
Ru(III) contenenti differenti tiazoli mono- e di-sostuititi come inibitori della tioredossina reduttasi e
della catepsina B. Uno di questi composti ha evidenziato, per la prima volta, di poter inibire
selettivamente la forma citosolica del selenoenzima tiororedossina reduttasi, un target emergente
nella terapia anti-tumorale.
Si sono preparati e valutati in vitro, come potenziali anti plasmodici, un numero di nuovi composti
contenenti centri metallici "non-fisiologici" come Au, Ru, Bi, As e Sb, ponendo le basi per lo sviluppo
di nuovi e piГ№ efficaci farmaci anti-malarici.
E' stata risolta la struttura cristallina di un complesso del dominio LBD del recettore nucleare PPARgamma con un composto sintetico della classe degli ureidofibrati, che si comporta da agonista
puro, e quella con il suo enantiomero, che invece agisce da agonista parziale. Il confronto tra le due
strutture ha consentito di ottenere importanti informazioni sulle basi molecolari dell'agonismo
parziale nei PPAR.
Inoltre, studi strutturali e di dinamica molecolare effettuati sui complessi di un analogo dell'acido
clofibrico con i domini LBD di PPARalpha e PPARgamma hanno permesso di chiarire a livello
molecolare il suo differente comportamento farmacologico nei confronti dei due sottotipi recettoriali.
Lo studio della struttura cristallina del complesso di tale ligando con PPARgamma ha inoltre
evidenziato la presenza di una regione di legame, non ancora esplorata da altri ligandi, sfruttabile
per la progettazione di nuovi composti selettivi.
Si sono sviluppati biosensori per il monitoraggio di inquinanti nei biosistemi, sulla base di uno studio
in silico dell'eterodimero D1-D2 presente nel centro di reazione nei fototropi, che lega come cofattori
i plastochinoni Q1 e Q2, accettori terminali della catena di trasferimento elettronico nella fotosintesi,
basandosi sul fatto che tale complesso ГЁ il target dei comuni erbicidi.
Tramite l'IC, l'AdR Roma 1 ГЁ un interlocutore privilegiato della Provincia di Roma nell'ambito del
"Piano Innovazione: la Provincia per la diffusione delle reti Wi-Fi e per la lotta al Digital Divide".
Proposta di interventi organizzativi
Riformulazione Commesse. Le ricerche dell'IC sono strategiche per lo sviluppo di numerose altre
ricerche condotte all'interno del Dipartimento di Progettazione Molecolare e di altri Dipartimenti, in
particolare del Dipartimento Agroalimentare. Nell'ottica di sviluppare il livello di integrazione ГЁ stata
avanzata la proposta di ricollocare parte delle attivitГ precedentemente svolte nell'ambito della
Commessa PM.P06.02 in una Commessa PM.P04, nell'area dei nano materiali funzionali, ed in una
Commessa PM.P07, nell'area del modeling computazionale.
La strumentazione. Nella sede di Bari ГЁ in funzione strumentazione avanzata nel settore della
diffrattometria da cristallo singolo (diffrattometro Bruker-Nonius Kappa CCD con rivelatore areale) e
da polveri (due diffrattometri: il primo della ditta RIGAKU con rivelatore lineare INEL, il secondo della
Bruker, con rivelatore puntuale e devices per film sottili). L'acquisto, avvenuto diversi anni fa, ГЁ
stato reso possibile dai finanziamenti derivanti dall'intesa CNR-MIUR. E' stato acquisito, su fondi
non istituzionali, uno strumento di nuova concezione, in grado di fornire simultaneamente spettri di
fluorescenza e di diffrazione X, alla cui realizzazione l'IC ha fortemente contribuito in collaborazione
con una impresa privata (Assing S.p.A.).
La sede di Bari vorrebbe acquistare: 1) un diffrattometro per fibre e polimeri per poter estendere le
proprie competenze in tale settore; 2) un detector a dispersione di energia da associare al
diffrattometro per polveri Bruker (giГ in dotazione).
La unitГ organizzativa di supporto di Monterotondo presenta un degrado delle sue attrezzature
diffrattometriche (non rinnovate nelle sue parti piГ№ critiche per mancanza di finanziamenti; l'ultima
strumentazione di tipo diffrattometrico acquisita risale al 1995). Il diffrattometro per cristallo singolo
della ditta RIGAKU (acquistato nel 1993) ГЁ attualmente fermo per mancanza di parti di ricambio.
Ad opera dell'UnitГ di Trieste ГЁ in fase di completamento l'installazione presso la linea XRD1 ad
Elettra di un nuovo goniometro con geometria K. Questo sistema, completamente motorizzato e
gestito mediante il sistema di controllo TANGO, grazie alla sua versatilitГ e flessibilitГ permetterГ alla comunitГ degli utenti di poter realizzare setup sperimentali ad hoc.
Le infrastrutture di ricerca. Le UnitГ di Monterotondo e Trieste necessitano di un contributo sia per
la modernizzazione della strumentazione cristallografica, che per il completamento e
aggiornamento della strumentazione esistente, propria dei laboratori chimici, biochimici e di biologia
strutturale. Comunque, sia nella UnitГ organizzativa di supporto dell'AdR Roma 1 che presso l'
UnitГ di Trieste sono giГ in funzione due "biolab". Questi permettono all'IC di esprimere, purificare,
caratterizzare con metodi biochimici e biofisici (dicroismo circolare, scattering dinamico della luce e
microcalorimetria), cristallizzare con l'ausilio di un sistema robotizzato, le proteine e di studiare le
interazioni proteine-ligandi e proteine-DNA/RNA.
Si prevede l'installazione di un laboratorio per la cristallizzazione di proteine in locali giГ predisposti
nella sede di Bari, condizionata all'eventuale stanziamento di fondi destinati all'acquisto di grandi
apparecchiature.
Interventi organizzativi sul personale. L'IC necessita di nuovo personale essenziale allo sviluppo
delle proprie ricerche. Nell'ambito delle Commesse sono state motivate le richieste per diverse unitГ di qualifica ricercatore e collaboratore tecnico, prevalentemente con competenze di tipo chimico.
Negli ultimi anni, l'IC ha perso numerose unitГ di personale per motivi vari (naturale pensionamento
o tragica fatalitГ ). Il processo ГЁ ancora in corso, sempre nello stesso senso unico di
depauperamento. Si ritiene pertanto necessario ed urgente intervenire anche nella sostituzione del
personale perduto.
Strutturazione futura dell'Istituto. La Cristallografia ГЁ una Scienza, non una tecnica: non ГЁ un caso
che ben 14 premi Nobel siano stati assegnati a Cristallografi. Ha carattere intrinsecamente
interdisciplinare: interagisce con la Biologia, le Scienze della Terra, la Chimica, la Fisica, le Scienze
dei Materiali, l'Agroalimentare, ma non puГІ trovare piena collocazione in nessuno di questi settori.
Il CNR ha un forte interesse ad essere presente, nel panorama internazionale delle macro-, microe nano-scienze, con un Istituto specifico di Cristallografia. Questa Scienza, infatti, svolge un ruolo
insostituibile in tante importanti ricerche (ad es., la genomica, la proteomica, la scienza dei materiali,
la farmaceutica), e si avvale di forti organizzazioni internazionali di natura specificatamente
cristallografica (l'Unione Internazionale di Cristallografia, l'Associazione Europea di Cristallografia,
imprese per la gestione di data-base), con supporto di una rete industriale interessata alla
sopravvivenza e all'irrobustimento di questi organismi. Dati i ragguardevoli risultati raggiunti e la
propria importante collocazione nazionale ed internazionale l'IC intende proseguire sul cammino
intrapreso.
Interazioni con l'industria e col territorio. L'IC mantiene connessioni con la realtГ industriale del
paese e in particolare ha in atto collaborazioni consolidate con l'industria chimico-farmaceutica e
quella delle biotecnologie. Le recenti competenze acquisite nel campo della caratterizzazione
chimico-fisica degli alimenti e dei prodotti cosmetici permetteranno altresì di stabilire nuove
interazioni in particolare nei settori cosmetico, agro-alimentare e nutraceutico. Nel campo della
ricerca strumentale l'IC, ha collaborazioni con industrie del settore per lo sviluppo di apparati di
misura a raggi X di tipo portatile e tradizionale per analisi di fluorescenza e diffrazione dedicata alla
caratterizzazione di materiali nell'ambito dei beni culturali.
Nel settore dei biosensori l'IC estenderГ le proprie collaborazioni con imprese nazionali ed europee.
L' "Accordo di collaborazione" tra DPM e Provincia di Roma, permetterГ un ampio spettro di attivitГ volte alla ricerca, al trasferimento tecnologico e ai servizi avanzati. Nella prima fase di attuazione
dell'Accordo Il Centro Reti dell'Area della Ricerca RM ha installato hot spot di "Provincia WiFi",
"nell'ambito del progetto anti digital divide", nelle piazze e biblioteche di alcuni comuni per la
diffusione di collegamenti internet gratuiti. La Rete dell'Area puГІ quindi rappresentare un importante
strumento per la realizzazione di un moderno sistema di comunicazioni nel territorio sabino-reatino.
Servizi per la comunitГ scientifica e formazione. L'IC, tramite l'unitГ di Trieste, mantiene la
cogestione della linea di luce per diffrazione XRD1 ad ELETTRA, contribuisce al suo sviluppo
tecnologico e, auspicando un adeguato sostegno economico, continuerГ a fornire assistenza agli
utenti per lo sviluppo di numerosi progetti nazionali e internazionali. L'efficienza della linea ГЁ in buona
parte frutto del lavoro dell'IC.
L'IC in tutte le sue sedi continuerГ a contribuire alla formazione di laureandi, dottorandi e post-doc.
Museo della Strumentazione ed Informazione Cristallografica. Proseguimento delle attivitГ di
recupero di strumenti di interesse storico-scientifico; realizzazione di prodotti multimediali; diffusione
delle conoscenze attraverso l'organizzazione e la partecipazione a mostre e convegni museali.
Risorse finanziarie
Risorse gestite direttamente dall'Istituto
Risorse destinate all'Istituto (Full Cost)
AttivitГ coperte
da fonti interne
AttivitГ coperte
da fonti esterne
409
3.616
1.300
1.399
Totale
1.709
5.015
Risorse da
Totale
per ricercatore
esercizi
generale operante nell'Istituto
precedenti
218
1.928
58
347
5.362
162

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