Il presente progetto nasce dall’interesse comune del Docente Proponente (DP) e del Visiting Researcher (VR) nei confronti della comprensione dei meccanismi di uptake di metalli essenziali da parte di alcuni organismi attraverso l’uso di metallofori (come, per esempio, quelli biosintetizzati da alcuni batteri come Azotobacter vinelandii, tra i più importanti batteri azotofissatori). Nonostante sia noto che l’uptake di metalli sia direttamente dipendente dalla capacità sequestrante dei metallofori e dalla loro speciazione chimica in sistemi contenenti il metallo target, molto poco è stato fatto in merito alla caratterizzazione completa degli equilibri in soluzione e della speciazione di detti metallofori in presenza di cationi metallici essenziali diversi dal Fe3+ (e.g., Mo, V).
Per tale motivo, in questo progetto si intende svolgere uno studio completo della speciazione di sistemi metallo/metalloforo in soluzione acquosa, con particolare riferimento a sistemi di interesse biologico, ambientale e tecnologico/applicativo.
Tali studi sono di enorme importanza per il design e la sintesi di nuovi leganti con elevata capacità sequestrante e selettività nei confronti di specifici metalli, da impiegare in tutti i settori in cui si richiedono processi efficienti di sequestrazione selettiva (e.g., in tecniche di remediation, nel trattamento delle acque, in chelation therapy, nella sintesi di metallo-farmaci, nell’ottimizzazione di processi di interesse tecnologico/industriale).
Il progetto si articolerà in tre fasi principali:
1) Determinazione dei parametri termodinamici di protonazione e formazione di complessi metallici (e.g., con Mo, V) di metallofori naturali e di sintesi in soluzione acquosa.
2) Studio dettagliato della speciazione chimica dei metallofori considerati in sistemi di interesse biologico, ambientale e tecnologico/industriale e valutazione della capacità sequestrante nei confronti dei metalli investigati.
3) Design, sintesi e caratterizzazione di nuovi analoghi funzionali dei metallofori studiati, sulla base dei risultati ottenuti.
Durante la sua permanenza, è previsto che il VR terrà una serie di lezioni e seminari a studenti e dottorandi del Dipartimento in merito alla tematica del progetto.
Il VR vanta una fattiva e duratura collaborazione con il DP ed altri docenti del Dipartimento CHIBIOFARAM, come testimoniato da numerose pubblicazioni (come da CV del VR) e da almeno due progetti internazionali in comune:
1) Progetto MIUR-DAAD Joint Mobility Program 2a ed. prog. nr. 34083, titolo: Metal uptake by Azotobacter vinelandii metallophores: a thermodynamic approach”. Progetto biennale finanziato, di cui il DP è referente accademico per l’Università di Messina ed il VR è membro attivo del gruppo tedesco.
2) COST action OC-2017-1-22012 – NECTAR, Network for Equilibria and Chemical Thermodynamics Advanced Research. Progetto approvato ma non finanziato (final evaluation 42, funding threshold 45), in cui il DP è Main Proposer ed il VR è Secondary Proposer. Il progetto coinvolgeva 41 proposers provenienti da 15 Paesi europei ed extraeuropei.