IL COMPUTER QUANTISTICO ANALISI STRUTTURALE E SINTESI DI BIOMOLECOLE

Le biomolecole sono molecole organiche di interesse biologico.
Possono essere prodotte tramite il metabolismo di organismi viventi (metaboliti) o tramite metodi si sintesi
(farmaci o molecole che interagiscono con i processi metabolici).
Metaboliti: intermediari e prodotti del metabolismo.

 Metaboliti primari
Sono molecole del metabolismo primario (ad es. le molecole della glicolisi). Il metabolismo primario è necessario per la sopravvivenza, la crescita e la replicazione. E’ formato da reazioni molto simili in quasi tutti gli organismi sulla Terra: animali e piante infatti condividono molecole come amminoacidi,
carboidrati, trigliceridi, steroidi, nucleotidi, vitamine, acidi tricarbossilici, ecc.

 Metaboliti secondari
Sono composti organici non direttamente coinvolti nella normale crescita, sviluppo o riproduzione di un organismo. I metaboliti secondari sono spesso il risultato di eventi casuali come mutazioni genetiche, e se sono utili si affermeranno nella specie (sono in genere ristretti a poche specie). Hanno infatti le funzioni di difesa (es. la difesa chimica delle piante) o di miglior adattamento all’ambiente.
Esempi: acido acetilsalicilico; atropina (un alcaloide); artemisinina (un terpene).
I metaboliti secondari sono stata la fonte primaria di ispirazione per la scoperta di nuovi farmaci: molti dei più importanti agenti terapeutici introdotti negli ultimi 50 anni sono prodotti naturali o sono stati ispirati da essi.

Per l’isolamento e la caratterizzazione dei metaboliti secondari si può ricorrere a:
1. Metodi estrattivi
2. Metodi di separazione (cromatografia)
Il termine cromatografia indica un insieme di tecniche con lo scopo di separare una miscela nei suoi componenti, per permettere un riconoscimento qualitativo e quantitativo.
Queste tecniche sono basate su una distribuzione differente dei vari componenti tra le due fasi, una chiamata fase fissa (o fase stazionaria), l’altra chiamata fase mobile (o eluente) che fluisce in continuo attraverso la fase fissa.

Indagini strutturali (metodi spettroscopici)
Prevedono interazione di radiazioni elettromagnetiche con la materia:
 Risonanza magnetica nucleare
 Spettrometria di massa
 Diffrazione dei raggi X
 Dicroismo circolare
 Spettroscopia UV

Perché si ricercano sempre nuove biomolecole?
Essenzialmente per scopi:
 Farmacologico-terapeutico
La prima fonte di tutti i farmaci naturali è la natura: in particolare le piante. Già in passato dalle piante si ottenevano degli estratti che venivano utilizzati come medicamenti. Dagli estratti si è poi passati alle molecole purificate e analizzate.
 Analitico-diagnostico
 Composti modello (per la comprensione dei meccanismi dei processi biologici o delle strutture di altre biomolecole) Un composto modello è qualcosa che mima la struttura o l’attività di un composto naturale che si studia e costruisce. E’ un modello per lo studio di qualcosa e non per l’utilizzazione.

 Comprendere meglio il funzionamento di certe vie metaboliche

 Microscopia