Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche

VERSIONE ITALIANA:

L’attività di ricerca scientifica del Dott. Scorciapino è caratterizzata dalla multidisciplinarietà, con esperienze maturate sia in ambito sperimentale che computazionale.

Ha conseguito la Laurea (quinquennale) in Chimica nel 2004 presso l’Università degli Studi di Cagliari, lavorando nel gruppo del Prof. B. Marongiu ad una tesi dal titolo “Estrazione di oli essenziali da matrici vegetali mediante CO2 in fase supercritica”. Subito dopo la Laurea è entrato nel gruppo di Analisi delle Superfici e delle Interfacce dove, sotto la supervisione della Prof.ssa A. Rossi, ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Chimiche nel 2008, discutendo una tesi dal titolo “Ricostruzione del profilo di concentrazione in funzione della profondità da dati di spettroscopia di fotoelettroni a raggi-X in risoluzione angolare mediante il metodo della massima entropia. Caratterizzazione degli strati superficiali di leghe Ni-18P”, la quale ha richiesto l’impiego sia di tecniche d’indagine sperimentale che di simulazioni al computer. Lo stesso anno è passato alla biofisica. In qualità di Assegnista di Ricerca, ha cominciato ad applicare le tecniche di Simulazione di Dinamica Molecolare (MD) al trasporto dell’ossigeno in eme-proteine quali la mioglobina e l’emoglobina presso il gruppo di biofisica del Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Cagliari, sotto la guida dei Proff. M. Ceccarelli e P. Ruggerone. Nel 2009 ha anche cominciato ad approfondire le proprie conoscenze sulla Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) e da allora la combinazione delle simulazioni MD e del NMR rappresenta il suo principale strumento d’indagine.

Dal 2009, continuando la propria ricerca sulle proteine respiratorie, il suo principale interesse scientifico si è spostato sui peptidi attivi nei confronti delle membrane biologiche. Applicando sia NMR che MD, insieme ad altre tecniche sperimentali quali la spettroscopia di fluorescenza, infrarossa e di dicroismo circolare, studia la relazione tra struttura e funzione di peptidi, sia naturali che sintetici, dotati di proprietà membranolitiche. Particolare attenzione è rivolta alla determinazione della struttura tridimensionale che i peptidi adottano in seguito all’interazione con opportuni modelli mimici di membrane biologiche, al fine di chiarirne il meccanismo d’azione e di identificare quali siano i fattori chimico-fisici più importanti da ottimizzare verso il design di nuove classe di farmaci. Su questo progetto collabora con il Prof. M. Casu del Dipartimento di Fisica ed il Prof. A. Rinaldi del Dipartimento di Scienze Biomediche. L’intrinseca interdisciplinarietà di questo campo ha portato ad una estesa rete di collaborazioni, sia sul territorio italiano che all’estero.

Nel 2013 ha anche iniziato a collaborare con il Prof. M. Ceccarelli, del Dipartimento di Fisica, ad un progetto Europeo (Innovative Medicines Initiative program) dal titolo “New Drugs for Bad Bugs – Translocation”, entrando così a far parte di un ampio consorzio internazionale. In tale ambito, le simulazioni MD della traslocazione di antibiotici attraverso le proteine canale (porine) presenti nella membrana esterna dei batteri Gram-negativi costituiscono il principale strumento d’indagine. Alcune importanti case farmaceutiche sono presenti nel consorzio, quali GlaxoSmithKline, Sanofi e Basilea Pharmaceutica International. Dal 2016 ha esteso il proprio interesse ai coniugati sideroforo-antibiotico, una classe farmaceutica particolarmente promettente che sfrutta il naturale sistema di cattura del Fe(III) da parte dei batteri per aggirare le loro difese ed introdurre la funzione antibiotica di tali costrutti. In particolare il Dott. Scorciapino sta studiando le proprietà di coordinazione e la struttura dei complessi in soluzione tramite spettroscopia NMR, meccanica molecolare e altre tecniche spettroscopiche, verso una maggior comprensione dell’interazione tra questi composti e i recettori batterici.

Nell’Aprile 2017 ha conseguito l’Abilitazione Scientifica Nazionale per le funzioni di Professore Universitario di II fascia nei settori 03/A2 “Modelli e Metodologie per le Scienze Chimiche” e 05/E1 “Biochimica Generale”.

 

ENGLISH VERSION:

The scientific research activity of Dr. Scorciapino is characterized by multidisciplinarity, with its expertise spanning from experimental to computational techniques.

He got the Master Degree in Chemistry in the 2004 at the University of Cagliari, working in the group of Prof. B. Marongiu with a thesis entitled “Supercritical CO2 extraction of essential oils from vegetable matrices”. He then joined the group of Surface and Interface Analysis and, under the supervision of Prof. A. Rossi, he got the Ph.D. in Chemical Sciences and Technologies in the 2008. The thesis was entitled “Concentration depth-profile reconstruction from angle-resolved XPS data using the maximum entropy method. Characterization of surface film formed on Ni-18P alloy”, and involved both experimental investigations and computer simulations. The same year, he moved to biophysics. As a post-doctoral scientist he started to apply molecular dynamics (MD) simulations to oxygen transport heme-proteins like myoglobin and hemoglobin in the biophysics group of the Department of Physics of the University of Cagliari, with Prof. M. Ceccarelli and P. Ruggerone as advisors. In the 2009, he began to study nuclear magnetic resonance (NMR) in-depth and, thenceforth, the combination of MD simulations and NMR is his primary investigation tool.

From 2009, alongside the respiratory proteins project, his research interest is focused on membrane active peptides. He applies both NMR and MD, together with other experimental techniques such as fluorescence, infrared and circular dichroism spectroscopy, to investigate the structure to function relationship of both natural and synthetic peptides endowed with antimicrobial properties. Particular emphasis is put on three-dimansional structure elucidation of the peptides interacting with suitable biological membrane models, in order to clarify their mode of action and identify the key physicochemical features to be optimized towards a rational drug-design. On this project, at the University of Cagliari, he collaborates with Prof. M. Casu from the Department of Physics and Prof. A. Rinaldi from the Department of Biomedical Sciences. The intrinsic multidisciplinarity of such a field led to an extended network of collaborations, comprising both national and foreign partners.

In the 2013, he also started to collaborate with Prof. M. Ceccarelli, from the Department of Physics, on the European project (Innovative Medicines Initiative program) entitled “New Drugs for Bad Bugs – Translocation”, being introduced in a very large international network. Dr. Scorciapino is performing MD simulations on antibiotics translocation through the outer membrane porins of Gram-negative bacteria. Important pharmaceuticals companies are industrial partners of this project, like GlaxoSmithKline, Sanofi and Basilea Pharmaceutica International. Since 2016 he extended his interest over siderophore-antibiotic conjugates. This particularly promising class exploits the natural intake system of bacteria for Fe(III) and overcomes their barriers taking the antibiotic function inside. In particular, Dott. Scorciapino is studying their coordination properties and structure of the complexes through NMR, molecular mechanics and other spectroscopic techniques, towards a deeper understanding of the interactions of these compounds with bacterial receptors.

On April 2017, he received the National Scientific Habilitation for the position of Associate Professor both in the sector 03/A2 “Models and Methodologies for the Chemical Sciences” and 05/E1 “General Biochemistry”.

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