Basi molecolari del gusto e della percezione sensoriale negli alimenti, nella nutrizione e nell’ambiente

Design razionale, sintesi e correlazioni attività struttura di composti attivi sul gusto. Molecular modelling delle interazioni tra ligandi e recettori del sapore delle famiglie GPCR e TRP. Composti bioattivi sul sensing da fonti naturali; isolamento da piante alimentari e da cibi tradizionali; taste guided analysis. Biodiversità gustativa e suo significato biologico. Chemosensing dei nutrienti. Composti attivi sui canali ionici TRP: percezione somatosensoriale e applicazioni in campo farmaceutico, agroalimentare e ambientale.

Studi di Risonanza Magnetica Nucleare in campo agroalimentare, ambientale e farmaceutico

Studi di interazione tra oligonucleotidi (doppia, tripla e quadrupla elica) con antitumorali mediante la spettroscopia NMR 1H e 31P. Molecular modeling di complessi ligando-DNA. Determinazione di struttura di prodotti naturali, peptidi e oligonucleotidi modificati. NMR in soluzione e fase solida in campo farmaceutico, agroalimentare ed ambientale. Applicazioni di NMR omo-etero-nucleare e di NMR-imaging allo studio dell'interazione tra biopolimeri e tra biopolimeri ed altre componenti dei sistemi oggetto di indagine, inclusi i materiali nanostrutturati ed i prodotti alimentari.

Progettazione, sintesi e studio di relazioni struttura-attività di composti con potenziale attività biologica

Progettazione, sintesi e studio di relazioni struttura-attività di composti con potenziale attività biologica, in particolare antifungini, antimicrobici e antitumorali. Isolamento, purificazione e determinazione strutturale di prodotti naturali. Sintesi totale di sostanze naturali farmacologicamente attive e di analoghi. Progettazione di sistemi in grado di indirizzare specie bioattive verso compartimenti cellulari di interesse, assicurandone il rilascio selettivo.

Nuove metodologie analitiche

Sviluppo di materiali sostenibili ed economici per il controllo rapido, semplice e capillare della qualità e della sicurezza alimentare. Applicazione di micro-nano-sensori elettrochimici, sia nella modalità d’uso singola o array, anche basati sull’impiego di nano/microemulsioni per l’analisi di matrici alimentari complesse. Applicazione di tecniche statistiche avanzate per il controllo di qualità dei risultati delle analisi chimiche. Sviluppo delle applicazioni di tecniche analitiche rapide e non distruttive (naso elettronico, lingua elettronica, analisi dell’immagine) nel settore agro-food.

Sviluppo e applicazione di metodologie di indagini termica

Le principali metodologie di indagine termica (DSC e DSC in regime di Knudsen, Isotermal Titration Calorimetry, termogravimetria) sono applicate a problematiche che riguardano sistemi di rilevanza agro-alimentare, ambientale, farmaceutica e dei beni culturali. Le applicazioni sviluppate riguardano aree molto vaste, che - a titolo di esempio - vanno dalle proprietà di macromolecole alla loro interazione e stabilizzazione, o dall'analisi di cinetiche enzimatiche e di crescita microbica a quelle del deterioramento di biomateriali.

Relazione struttura/funzione in proteine

Approcci consolidati e innovativi sono applicati allo studio di proteine di diversa origine. Le proteine oggetto di indagine includono: proteine solubili ed insolubili di diversa origine, inclusi gli allergeni alimentari; proteine coinvolte nel trasporto di micronutrienti; proteine deputate alla biosintesi o all'inserimento di cofattori; proteine coinvolte nel riconoscimento tra specie o nella formazione di biofilm; proteine con funzione antiossidante; proteine e peptidi di rilievo per la regolazione del metabolismo fisiologico e patologico; enzimi di varia natura e fonte anche di interesse biotecnologico.

Sviluppo di metodologie innovative per lo studio strutturale di proteine e per lo studio delle loro interazioni

Metodologie di carattere spettroscopico (fluorescenza, dicroismo circolare, NMR, sia in soluzione che allo stato solido), anche basate sull'impiego di marcatori specifici e/o sull'interazione con nanoparticelle, sono applicate su proteine solubili ed insolubili per lo studio di: caratteristiche strutturali delle proteine e loro modificazioni indotte dai processi fisici, chimici, enzimatici utilizzati nelle biotecnologie alimentari e non-alimentari; stabilità condizionale della struttura in presenza di co-soluti; ruolo di determinanti strutturali nell'uptake da parte di cellule e tessuti; determinanti della funzione biologica e della specificità di interazione con altri biopolimeri o con strutture intra ed -extracellulari; modalità di acquisizione della struttura in presenza di pluralità di fasi (inclusi materiali nanostrutturati).

Proteomica funzionale

Metodologie di carattere separativo, spettroscopico, immunochimico, sono utilizzate per definire la rilevanza di componenti individuali in miscele complesse di proteine (come quelle presenti nei sistemi alimentari) ai fini delle trasformazioni biotecnologiche e nei confronti della loro attività biologica, nonché la natura ed il significato in questi contesti di possibili modificazioni post-traduzionali, delle modificazioni indotte dai processi e dell'interazione con altri componenti del sistema oggetto di indagine, anche in dipendenza dallo stato di strutturazione delle proteine stesse e delle strutture non-proteiche con cui esse interagiscono.