Biocatalisi

Macroarea: Chimica Farmaceutica

Settori ERC: PE4_10 Heterogeneous catalysis; PE4_12 Chemical reactions: mechanisms, dynamics, kinetics and catalytic reactions; PE5_18 Medicinal Chemistry; LS9_1 Applied Biotechnology 

Referenti: Daniela Ubiali (PA), Teodora Bavaro (PA), Marina S. Robescu (RTDa)

1. BIOCATALISI applicata alla sintesi di principi attivi farmaceutici (API) e/o intermedi.
Immobilizzazione di enzimi per lo sviluppo di biocatalizzatori stabili e riciclabili. Biotrasformazioni su scala preparativa in batch e in flow.

2. BIORAFFINERIA
Impiego di enzimi per la valorizzazione di scarti e sottoprodotti della filiera agroalimentare con l'obiettivo di ottenere prodotti bio-based ad alto valore aggiunto (es. emulsionanti, biocarburanti).

3. CHIMICA FARMACEUTICA
Design/Redesign, sintesi, caratterizzazione analitica di molecole a riconosciuta o potenziale attività biologica, in particolare oligosaccaridi, glicoconiugati, nucleosidi e nucleotidi, peptidi.

• Semproli R., Chanquia S.N., Bittner J.P., Mueller S., Dominguez de Maria P., Kara S.,* Ubiali D.,* (2023) Deep Eutectic Solvents for the Enzymatic Synthesis of Sugar Esters: A Generalizable Strategy? ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, accepted for publication
• Robescu M.S.*, Alcántara A.R., Calvio C., Morelli C.F., Speranza G., Ubiali D., Bavaro T.* (2023) L-Theanine goes greener: A highly efficient bioprocess catalyzed by the immobilized g-glutamyl transferase from Bacillus subtilis, CHEMSUSCHEM, p. e202202108. DOI:10.1002/cssc.202202108
• Semproli R., Robescu M.S., Sangiorgio S., Pargoletti E., Bavaro T., Rabuffetti M., Cappelletti G., Speranza G.,* Ubiali D.* (2023) From lactose to alkyl galactoside fatty acid esters as non-ionic biosurfactants: a two-step enzymatic approach to cheese whey valorization CHEMPLUSCHEM, vol. 88, p. e202200331. DOI:10.1002/cplu.202200331
• Robescu M.S., Annunziata F., Somma V., Calvio C., Morelli C.F., Speranza G., Tamborini L., Ubiali D., Pinto A.,* Bavaro T.* (2022) From batch to continuous flow bioprocessing: use of an immobilized g-glutamyl-transferase from B. subtilis for the synthesis of biologically active peptide derivatives JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY, vol. 70, p. 13692-13699. DOI:10.1021/acs.jafc.2c03702
• Hoyos P., Perona A., Bavaro T., Berini F., Marinelli F., Terreni M., Hernáiz M.J.* (2022) Biocatalyzed synthesis of glycostructures with anti-infective activity. ACCOUNTS FOR CHEMICAL RESEARCH, vol. 55, p. 2409–2424. DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00136
• Robescu M.S., Cendron L., Bacchin A., Wagner K., Reiter T., Janicki I., Merusic K., Illek M., Aleotti M., Bergantino E., Hall M.* (2022) Asymmetric proton transfer catalysis by stereocomplementary Old Yellow Enzymes for C=C-bond isomerization reaction. ACS CATALYSIS, vol. 12, p. 7396-7405. DOI:10.1021/acscatal.2c.01110
• Bavaro T.*, Tengattini S., Rezwan R., Chiesa E., Temporini C., Dorati R., Massolini G., Conti B., Ubiali D., Terreni M. (2021) Design of epidermal growth factor immobilization on 3D biocompatible scaffolds to promote tissue repair and regeneration. SCIENTIFIC REPORTS, vol. 11 p. 2629, ISSN: 2045-2322. DOI: 10.1038/s41598-021-81905-1
• Semproli R., Vaccaro G., Ferrandi E.E., Vanoni M., Bavaro T., Marrubini G., Annunziata F., Conti P., Speranza G., Monti D.*, Tamborini L.*, Ubiali D.* (2020) Use of immobilized amine transaminase from Vibrio fluvialis under flow conditions for the synthesis of (S)-1-(5-fluoropyrimidin-2-yl)-ethanamine. CHEMCATCHEM (ISSN: 1867-3880) p. 1359-1367 Vol. 12 (5). DOI: 10.1002/cctc.201902080
• Robescu M.S., Serra I.,* Terreni M., Ubiali D.,* Bavaro T. (2020) A multi-enzymatic cascade reaction for the synthesis of vidarabine 5'-monophosphate. CATALYSTS (2073-4344) Vol. 10 (1) Article number 60. DOI: 10.3390/catal10010060
• Zheng C., Huang R., Bavaro T., Terreni M., Sollogoub M., Xu J., Zhang Y.* (2020) Design, synthesis and biological evaluation of new ganglioside GM3 analogues as potential agents for cancer therapy. EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, vol. 189, p. 112065-112074, ISSN: 1768-3254. DOI: 10.1016/j.ejmech.2020.112065

Collaborazioni Nazionali

Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano (Prof. Giovanna Speranza)
Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche, Consiglio Nazionale delle Ricerche (SCITEC-CNR, Dott. Sergio Riva, Daniela Monti, Erica E. Ferrandi)
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano (Prof. Lucia Tamborini)
Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione, l'Ambiente, Università degli Studi di Milano (Proff. Francesco Molinari, Concetta Compagno, Andrea Pinto, Martina L. Contente)

Collaborazioni Internazionali

Department of Chemistry in Pharmaceutical Sciences (QUICIFARM), Pharmacy Faculty, Complutense University of Madrid (UCM), Spain (Proff. Andres R. Alcantara, Maria J. Hernaiz)
Institute of Technical Chemistry, Leibniz University Hannover, Hannover, Germany (Prof. Selin Kara)
Institut Parisien de Chimie Moléculaire, Sorbonne Université, Paris, France (Dott. Yongmin Zhang)
Department of Chemistry, Graz University, Graz, Austria (Prof. Mélanie Hall)

2022-2025: “NODES: Nord Ovest Digitale e Sostenibile” MUR – M4C2 1.5 of PNRR grant agreement no. ECS00000036

2021-2023: “Integrated platform for the sustainable production of bio-based surfactants from renewable resources” (BioSurf, Rif. 2020-1094) Bando: Economia Circolare: ricerca per un futuro sostenibile 2020, Fondazione Cariplo.

2020-2022: “Approvvigionamento energetico e gestione della risorsa idrica nell’ottica dell’Economia Circolare (Circular Economy for Water and Energy)” (CE4WE), Bando: POR FESR 2014-2020, Fondo europeo di sviluppo regionale e Regione Lombardia, D1139857, Call Hub Ricerca e Innovazione.

Competenze:

Screening di enzimi per applicazione in sintesi organica
Studio e sviluppo di biocatalizzatori immobilizzati, studio di stabilità dei biocatalizzatori under storage e in reazione, studio di riciclo dei biocatalizzatori
Redesign di step chimici mediante biocatalisi

Strumentazioni:

HPLC-UV-Vis/ELSD termostatato con autocampionatore (Merck VWR); Spettrofotometro UV-Vis (Shimadzu); Cella elettroforetica (Thermofisher and Biorad); Thermomixer (Eppendorf); Centrifuga refrigerata (Eppendorf); pHStat (Metrohm); Attrezzatura e strumenti di base per sintesi chimica e analisi; HPLC-MS, GC-MS, NMR accessibili come facility dipartimentale o interdipartimentale

DANIELA UBIALI - daniela.ubilia@unipv.it

TEODORA BAVARO - teodora.bavaro@unipv.it

MARINA S. ROBESCU - marinasimona.robescu@unipv.it