Antonio LAEZZA | BIOPOLIMERI PER LE BIOTECNOLOGIE

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Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni per comprendere quali sono i biopolimeri e i biomateriali più importanti nel settore biotecnologico, mettendo in evidenza la loro relazione tra struttura e funzione anche in seguito a modifiche chimiche regio- e stereoselettive. Lo studente acquisirà conoscenze su polipeptidi e su polisaccaridi utilizzabili nel settore biotecnologico.

Al fine di comprendere le nozioni fornite nel corso, lo studente dovrà avere solide conoscenze della Chimica Organica.

Richiami alla definizione di biopolimero e biomateriali. Proprietà principali: biocompatibilità e biodegradabilità. Biopolimeri naturali e sintetici.

Proteine: Legame peptidico, collagene, gelatina, elastina e seta.

Sintesi su fase solida.

Carboidrati: Struttura ciclica, carboidrati semplici e complessi. Amido, cellulosa, glicogeno, alginato, chitina, chitosano, acido ialuronico, polisaccaridi solfatati.

Modifiche regio- e stereoselettive sui carboidrati. Gruppi protettori, reazioni di glicosilazione, accettori e donatori.

Biopolimeri nella medicina rigenerativa e nell’ingegneria tissutale.

Biopolimeri e biomateriali (4 ore): Definizione e proprietà. Fonti, biocompatibilità e biodegradabilità.

Biopolimeri naturali (4 ore): Polimeri da fonti vegetali, animali e batteriche.

Peptidi e proteine (4 ore): Alfa-amminoacidi e legame peptidico. Struttura delle proteine. Collagene, gelatina, elastina e seta.

Sintesi su fase solida (4 ore): Sviluppo della sintesi su fase solida. Resine, gruppi protettori e attivatori. Allungamento di una catena peptidica.

Monosaccaridi (6 ore): Nomenclatura e struttura ciclica. Analisi conformazionale di monosaccaridi. Effetto anomerico. Acidi uronici, gluconici e glucarici. Glicosidi, oligosaccaridi e ciclodestrine.

Polisaccaridi (6 ore): Omopolisaccaridi ed eteropolisaccaridi. Cellulosa, amido, glicogeno, alginato, chitina, chitosano, acido ialuronico e polisaccaridi solfatati. Polisaccaridi industriali.

Sintesi di carboidrati (6 ore): Reazioni di funzionalizzazione dei carboidrati. Gruppi protettori in chimica dei carboidrati, accettori e donatori. Reazione di glicosilazione: allungamento di una catena oligosaccaridica. Derivatizzazione di polisaccaridi.

Biopolimeri sintetici (8 ore): Reazioni di polimerizzazione: addizione, condensazione, metatesi. Poliesteri: acido poli(lattico) (PLA), acido poli(glicolico) (PGA), acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA), poli(butilene succinato) (PBS), poli(?-caprolattone) (PCL). Polioli: poli(vinil alcol) (PVA). Poliammidi: poli(?-lisina) (EPL) e acido poli(?-glutammico) (PGA).

Applicazioni specifiche dei biopolimeri e biomateriali (6 ore): Biopolimeri nella medicina rigenerativa e nell’ingegneria tissutale. Biomateriali con attività antimicrobica. 3D-printing di biopolimeri.

Il corso prevede 48 ore di lezioni frontali sugli argomenti indicati nella sezione CONTENUTI DEL CORSO.

La verifica dell'apprendimento avviene tramite lo svolgimento di una prova orale. Per superare l'esame è necessario acquisire una votazione minima di 18/30.

Bernd H. A. Rehm, M. Fata Moradali, Advances in Biopolymers for Biotechnoligical Applications, Wiley-VCH, 2020

Vasif Hasirci, Nesrin Hasirci, Fundamentals of biomaterials, Springer, 2018

Thisbe K. Lindhorst: Essential of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Wiley-VCH, 2007

Fondamentale saranno gli appunti, video esplicativi e il materiale bibliografico (review ed articoli in rivista) fornito durante le lezione. Le slide del docente sono disponibili su cartella condivisa su piattaforma e-learning il cui link e relative credenziali di accesso saranno fornite agli studenti durante il corso.

Si riceve previo appuntamento il martedì dalle 15:00 alle 17:00

20/01/2023

24/02/2023

17/03/2023

14/04/2023

19/05/2023

23/06/2023

14/07/2023

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