Sistemi multivalenti e cooperativi per la catalisi biomimetica

La grande efficienza che si può osservare in natura nel riconoscimento molecolare e nella catalisi è il risultato dell’interazione cooperativa tra gruppi funzionali. Sia il processo di riconoscimento sia quello di catalisi si basano su due caratteristiche fondamentali: - Multivalenza. La presenza di numerosi gruppi funzionali aumenta l’affinità di legame per effetto cooperativo. Questo si osserva anche nel sito catalitico degli enzimi. - Diversità di gruppi funzionali. Le proteine sono strutture eterofunzionali che presentano una larga varietà di gruppi funzionali per il riconoscimento di un target o per la conversione di un substrato. Il progetto di ricerca riguarda quindi lo sviluppo di sistemi artificiali basati su queste caratteristiche. Il punto di partenza sono per il progetto sono alcuni risultati ottenuti dal nostro gruppo di ricerca: - Lo sviluppo di un protocollo sintetico per la funzionalizzazione di piattaforme molecolari multivalenti su un supporto solido. - L’osservazione di un forte effetto cooperativo in catalisi tra gruppi funzionali (complessi di zinco) legati alla periferia di dendrimeri o auto-assemblati sulla superficie di nanoparticelle di oro L’obiettivo iniziale sarà l’applicazione di un protocollo sintetico per la funzionalizzazione di dendrimeri di varie generazioni. La possibilità di funzionalizzare dendrimeri su un supporto solido risulta di per sè molto interessante, in quanto faciliterebbe notevolmente la purificazione dei composti, che è la difficoltà maggiore nella sintesi dei dendrimeri. Nella fase successiva i dendrimeri saranno modificati con appropriati gruppi funzionali. La diversità di gruppi funzionali sarà ottenuta introducendo sui dendrimeri miscele di funzionalità. Considerando le loro dimensioni, l’idea è quella di utilizzare questi dendrimeri nel riconoscimento di grandi strutture, come la superficie di proteine. Per gli stessi scopi, ma usando una differente strategia sintetica, la funzionalizzazione e l’applicazione di nanoparticelle d’oro sarà un’alternativa.