Insegnamento CHEMIOINFORMATICA

Nome del corso Scienze chimiche
Codice insegnamento 55062305
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Gabriele Cruciani
Docenti
  • Gabriele Cruciani - Didattica Ufficiale
  • Laura Goracci - Didattica Ufficiale (Codocenza)
Ore
  • 14 ore - Didattica Ufficiale - Gabriele Cruciani
  • 48 ore - Didattica Ufficiale (Codocenza) - Laura Goracci
CFU 6
Regolamento Coorte 2020
Erogato Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore CHIM/06
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti L’obiettivo è di fornire un quadro generale della definizione di chemioinformatica e delle sue applicazioni in ambito chimico, biologico, analitico e farmaceutico. Nelle lezioni frontali verranno richiamate conoscenze di base di chimica organica, computazionale ed analitica, mentre nelle ore di laboratorio si chiederà allo studente di applicare le conoscenze a problematiche reali e molto attuali.
Testi di riferimento Dispense fornite dal docente
Obiettivi formativi Il corso mostrerà la rilevanza della chemioinformatica nella ricerca chimica. Nonostante i metodi chemioinformatici siano applicati prevalentemente in campo chimico-farmaceutico, lo studente sarà sensibilizzato sulla possibilità di applicare tali metodologie a svariati campi della chimica.
Il corso dovrebbe permettere allo studente di acquisire le seguenti conoscenze di base:
Conoscere la definizione di chemioinformatica e la sua evoluzione storica;
Conoscere l’importanza della chemioinformatica in vari campi di ricerca chimica, con particolare attenzione alle procedure di drug discovery.
Conoscere gli aspetti economici legati alla chemioinformatica, che permette di ridurre i costi di indagine.
Conoscere gli strumenti base della chemioinformatica.
Conoscere i principi base del metabolismo dei farmaci e delle metodiche associate tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare allo studio del metabolismo dei farmaci.
Conoscere i principi base della progettazione dei farmaci e delle metodiche classiche associate a tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare alla progettazione dei farmaci.
Conoscere i principi base della lipidomica e delle metodiche classiche associate a tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare alla lipidomica.
Conoscere i principi base della analisi di prodotti alimentari e delle metodiche classiche associate a tale campo di ricerca.
Conoscere metodologie chemioinformatiche da applicare in campo alimentare.

Le principali abilità (cioè la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
Essere in grado di comprendere il potenziale campo di applicazione di metodi chemioinformatici.
Essere in grado di utilizzare strumenti automatizzati per la preparazione di campioni (EpMotion, Heppendorf)
Essere in grado di condurre esperimenti esperimenti di biocatalisi per lo studio di metabolismo di farmaci in citocromi P450.
Essere in grado di applicare procedure chemioinformatiche per l’analisi di dati di biocatalisi enzimatica.
Essere in grado di effettuare studi di frammentazione MSMS per l’identificazione di metaboliti di farmaci
Essere in grado di applicare procedure chemioinformatiche per la progettazione di farmaci e per metodiche di virtual screening
Essere in grado di applicare metodiche per l’estrazione di lipidi
Essere in grado di applicare procedure chemioinformatiche per l’analisi di dati di lipidomica
Essere in grado di effettuare studi di analisi statistica multivariata su dati sperimentali.
Prerequisiti Si richede la conoscenza degli elementi di progettazione molecolare e di chimica organica di base.
Metodi didattici Il Corso prevede lezioni teoriche frontali e esperienze pratiche in laboratorio, in modo da facilitare lo studente nell’apprendimento della chemioinformatica.
Nelle lezioni frontali di 2 ore ciascuna, tenute in aula, verranno illustrati i principi base della chemioinformatica. Inoltre, saranno anche introdotte problematiche chimiche, analitiche e farmaceutiche che saranno poi oggetto di ricerca da parte degli studenti nelle sessioni pratiche.
Nelle attività pratiche, agli studenti sarà chiesto di mettere in atto gli strumenti chemioinformatici descritti nelle lezioni frontali. In particolare, data una problematica, dovranno fare ricerca bibliografica per acquisire tutti gli elementi necessari a selezionare e valutare i migliori strumenti chemioinformatici, dovranno applicare tali strumenti al meglio delle loro possibilità sotto la supervisione del docente e dovranno poi descrivere in relazioni scritte particolari successi e criticità delle metodiche chemioinformatiche utilizzate.
La frequenza alle lezioni teoriche è vivamente raccomandata mentre quella alle attività di laboratorio è obbligatoria.
Altre informazioni per contattare i docent1:

Gabriele Cruciani:
email: gabriele.cruciani@unipg.it
tel: 0755855629

Laura Goracci:
email: laura.goracci@unipg.it
tel: 0755855632
Modalità di verifica dell'apprendimento La prova di profitto comprende la valutazione di relazioni scritte sulle attività di laboratorio e di una prova orale. Le relazioni scritte dovranno riportare una breve spiegazione del problema sperimentale affrontato, una discussione sulle tecniche sperimentali utilizzate ed una parte finale che mostri le conclusioni sperimentalmente ottenute. La prova orale comporterà la formulazione di 3-4 domande nell’arco di 30-40 minuti. La prova è finalizzata all’accertamento delle capacità dello studente di utilizzare degli strumenti cheminformatici acquisiti nel corso e di collegare le conoscenze acquisite per la risoluzione di problemi pratici.
La valutazione complessiva della prova di esame terrà conto, dei seguenti aspetti: correttezza e adeguatezza delle risposte, capacità di elaborazione e connessione concettuale, padronanza e proprietà di linguaggio, secondo le seguenti rispettive percentuali: 60%, 30%, 10%.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Il Corso prevede lezioni teoriche frontali e esperienze pratiche in laboratorio, in modo da facilitare lo studente nell’apprendimento della chemioinformatica.

Definizione di Chemioinformatica. Storia della Chemioinformatica. Confronti fra metodologie classiche e metodologie chemioinformatiche.
Chemioinformatica applicata a studi di metabolismo. Introduzione agli studi di metabolismo dei farmaci in drug discovery. Metodologie sperimentali classiche per lo studio di metabolismo. Matrici per lo studio di metabolismo in vitro. Criticità delle metodologie classiche in approcci high-throughput. Soluzioni chemioinformatiche per studi di metabolismo in drug discovery.
Chemioinformatica applicata alla progettazione dei farmaci. Introduzione alla progettazione di farmaci in drug discovery. Metodologie classiche per l’identificazione di candidati farmaci. Criticità delle metodologie classiche in approcci high-throughput. Soluzioni chemioinformatiche per la progettazione molecolare.
Chemioinformatica applicata alla lipidomica. Introduzione alla lipidomica. Metodologie classiche sperimentali per la lipidomica targeted e untargeted. Criticità delle metodologie classiche di identificazione dei lipidi in approcci high-throughput. Soluzioni chemioinformatiche per la lipidomica.
Chemioinformatica applicata all’analisi degli alimenti. Indagine su uno specifico prodotto alimentare. Identificazione di problematiche associate alla sicurezza e della potenziale contaminazione del prodotto in esame. Trattamento di dati sperimentali con approcci chemioinformatici per l’analisi del prodotto alimentare oggetto di indagine.