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Icone di speranza
Il mondo occidentale, quello ricco e globalizzato, ha perso di vista l'idea di speranza. Le relazioni umane si sono allentate, l'ecosistema è terreno di conquistata arbitraria nelle mani di un uomo non più custode ma padrone, le informazioni viaggiano da un capo all'altro del globo in millesimi di secondo e tutto e già deciso in piccoli e sparuti centri di potere. Laddove però sembra anacronistico parlare di speranza, nelle lacerazioni profonde del mondo occidentale si innesta quella speranza che va oltre ogni umana speranza. E questa è speranza autenticamente cristiana
Monitoraggio dello sviluppo della vegetazione e dell'accrescimento della duna in corrispondenza dell'intervento di riqualificazione funzionale del tratto costiero di Foce Bevano (RA).
Il progetto, della durata di 1 anno (ottobre 2008-settembre 2009), si propone attraverso il monitoraggio dello sviluppo della copertura vegetale, realizzata artificialmente, e dell'accumulo di sabbia in un'area dunale ricostruita, di mettere a punto un protocollo da applicare in aree costiere, dove sia necessario effettuare interventi di restauro e/o ricostruzione di sistemi dunosi compromessi.
Il procollo messo a punto, grazie ad alcuni elementi innovativi rispetto ad altri protocolli analoghi, ha consentito di realizzare in tempi relativamente brevi una copertura vegetale efficace per intercettare e fissare i sedimenti sabbiosi.
Il progetto, coordinato da Maria Speranza, è stato finanziato dalla Regione Emilia-Romagna, Direzione Generale Ambiente e Difesa del Suolo e della Costa, Servizio Difesa della Costa, del Suolo e Bonifica
Elementi antropici e naturali nelle trasformazioni dei paesaggi del territorio rurale - U.R. del progetto: Le trasformazioni dei paesaggi nel territorio rurale: le ragioni del cambiamento e possibili scenari futuri. Approfondimenti interdisciplinari per la salvaguardia, la gestione e la pianificazione, coordinatore nazionale Tassinari P.
Nell'ambito degli obiettivi del progetto nazionale, l’Unità di Ricerca coordinata da M. Speranza si propone di esaminare da un punto di vista quantitativo, mediante l'utilizzo di Sistemi Informativi Geografici, le trasformazioni che si sono verificate dal dopoguerra ad oggi a carico di elementi del paesaggio, nel territorio del Nuovo Circondario Imolese, quali: 1) il sistema idrografico; 2) le forme di uso del suolo e la copertura vegetale naturale e seminaturale.
L'Unità di Ricerca si propone anche di esaminare come si sia evoluta nel tempo la struttura del paesaggio, relativamente a connettività e frammentazione degli elementi che lo compongono. Questi due parametri, comunemente usati negli studi di ecologia del paesaggio, hanno importanti ripercussioni sulle caratteristiche fisiche del territorio (Nagendra et al., 2004; Ziegler et al., 2004), sulle popolazioni animali e vegetali, sulla conservazione degli habitat, sullo stabilirsi di una rete di integrazioni tra le componenti viventi del paesaggio stesso (Shoshany, 2002; Brooks, 2003; Lindborg & Eriksson, 2004; Crist et al., 2005).
Altro importante obiettivo che l’Unità di Ricerca intende raggiungere, insieme alle altre unità partecipanti, è quello di metter a punto metodi di lavoro comuni e protocolli di analisi del territorio concordati collegialmente. Ciò consentirà di integrare le informazioni provenienti dalle varie competenze disponibili nell'ambito del progetto e di confrontare tra loro trasformazioni di paesaggi appartenenti a territori e a contesti socio-economici diversi.
Il territorio interessato dall'indagine è quello del Nuovo Circondario Imolese, comprendente 10 dei 60 Comuni della Provincia di Bologna, per un estensione pari a poco più di un quinto di quella complessiva provinciale (circa 800 km2 su 3700 km2). L'Imolese rappresenta la parte più orientale delle provincia di Bologna, di cui entrò a far parte solo nel 1884. Si tratta di un ambito territoriale ben diversificato per caratteristiche geomorfologiche, paesaggistiche, produttive e agricole, particolarmente interessante anche dal punto di vista biogeografico; in esso si vengono infatti ad accentuare quegli aspetti di transizione tra zona centro-europea e zona mediterranea che caratterizzano con diversa intensità un po' tutto il territorio dell'Emilia-Romagna
Nucleoside phosphorylases and deoxyribonucleoside kinases: the green side of nucleis acid chemistry
Biocatalysis has become nowadays an important tool in synthetic organic chemistry. Biotransformations are chemo-, regio-, and stereoselective, occur under mild reaction conditions and are characterized by a reduced use of toxic reagents/solvents. One of the areas where biocatalyzed reactions have clearly shown their potential is nucleic acid chemistry. Enzymes of nucleic acid metabolism such as nucleoside phosphorylases (NPs, EC 2.4.2) and deoxyribonucleoside kinases (dNKs, EC 2.7.1) can be conveniently used as biocatalysts in the synthesis of nucleoside and nucleotide analogues.
NPs catalyze the reversible cleavage of the glycosidic bond of (deoxy)ribonucleosides in the presence of inorganic orthophosphate to generate the nucleobase and α-D-(deoxy)ribose-1-phosphate. If a second nucleobase is added to the reaction, the formation of a new nucleoside can result (transglycosylation). dNKs catalyze the regioselective transfer of a phosphate group from ATP to a nucleoside to give the corresponding nucleoside 5’-monophosphate. However, the bottleneck in the use of enzymes as biocatalysts is often their instability under experimental conditions, their cost and solubility in the reaction medium. These issues can be frequently overcome by immobilizing the enzyme on a solid support. Substrate specificity, immobilization and some synthetic applications of selected NPs1-3 and dNKs4 will be described.
References
1. Ubiali, D.; Serra, C.D.; Serra, I.; Morelli, C.F.; Terreni, M.; Albertini, A.M.; Manitto, P.; Speranza, G. Adv. Synth. Catal., 2012, 354, 96.
2. Ubiali, D.; Morelli, C.F.; Rabuffetti, M.; Cattaneo, G.; Serra, I.; Bavaro, T.; Albertini, A.M.; Speranza, G. Curr. Org. Chem., 2015, 19, 2220.
3. Calleri, E.; Cattaneo, G.; Rabuffetti, M.; Serra, I.; Bavaro, T.; Massolini, G.; Speranza, G.; Ubiali, D. Adv. Synth. Catal., 2015, 357, 2520.
4. Serra, I.; Conti, S.; Piškur, J.; Clausen, A.R.; Munch-Petersen, B.; Terreni, M.; Ubiali, D. Adv. Synth. Catal., 2014, 356, 563
Heidegger sulla via dell'oblio della speranza
Indagine sulla speranza nelle lezioni sulle lettere paoline che Heidegger tenne nel semestre invernale del 1920-192
From batch to flow synthesis of purine ribonucleosides by enzymatic transglycosylation
Purine nucleoside phosphorylases (PNPs, EC 2.4.2.1) catalyze the reversible phosphorolysis of the glycosydic bond of purine nucleosides; upon addition of a second nucleobase, these enzymes may transfer the glycosyl moiety to it, resulting in the chemo-, regio- and stereoselective formation of a new nucleoside (transglycosylation, Scheme 1). This chemoenzymatic process represents an advantageous alternative to conventional chemical strategies which are frequently hampered by several drawbacks such as multistep processes, need for protecting groups, low chemo-, regio- and stereoselectivity.
A PNP from Aeromonas hydrophila (AhPNP) has been recently characterized in terms of substrate specificity [1], also upon immobilization on the inner surface of a silica capillary coupled on-line with a chromatographic column [2].
Because of its wide substrate specificity, AhPNP was then exploited to catalyze the “one-pot, one-enzyme” transglycosylation of 7-methylguanosine iodide with a series of 6-substituted purines, resulting in a moderate to high conversion (18-65%) of the bases into a 23-compound library of 6-substituted purine-9-ribosides. Moreover, AhPNP was covalently immobilized (25 mg immobilized enzyme, 50% yield) in a pre-packed stainless steel column containing aminopropyl silica particles. The resulting AhPNP-IMER (Immobilized Enzyme Reactor) was coupled to a HPLC apparatus containing an analytical or a semi-preparative chromatographic column associated with a UV-visible detector. This system was used to synthesize five 6-substituted purine ribonucleosides at a mg scale by transglycosylation through a “flow-based” approach. Coupling of transglycosylation reaction and product separation resulted in a fast and efficient process (52-89% conversion) with minimized sample handling. To date, AhPNP-IMER completely retained its activity upon 50 reactions in 10 months.
[1] D. Ubiali, C. D. Serra, I. Serra, C. F. Morelli, M. Terreni, A. M. Albertini, P. Manitto, G. Speranza Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 96-104
[2] E. Calleri, D. Ubiali, I. Serra, C. Temporini, G. Cattaneo, G. Speranza, C. F. Morelli, G. Massolini J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2014, 968, 79-8
PURINE NUCLEOSIDE PHOSPHORYLASES AS BIOCATALYSTS AND PHARMACOLOGICAL TARGETS
A purine nucleoside phosphorylase from Aeromonas hydrophila (AhPNP) was successfully exploited to catalyze the “one-pot, one-enzyme” regio- and stereoselective transfer of β-D-ribose from a proper sugar donor (7-methylguanosine iodide) to a library of 6-substituted purine acceptors, resulting in the “in batch” synthesis of 24 ribonucleosides. Transglycosylation conversions confirmed the broad tolerance and the potential of AhPNP as biocatalyst, providing the necessary information to undertake the preparative synthesis of 6-modified purine nucleosides. [1]
AhPNP was then immobilized in a stainless steel column resulting in a stable and active bioreactor (AhPNP-IMER, Immobilized Enzyme Reactor) that, upon on-line connection to a semi-preparative HPLC system, was used to run transglycosylations in a flow mode. In such a set-up, biotransformation, on-line monitoring and product purification occurred in a single integrated platform, thus allowing the preparation of five nucleoside analogues at a mg scale (52-89% yield). [2]
As a step forward, a “one-pot, two-enzyme” strategy was applied by coupling AhPNP-IMER with an analogous bioreactor based on a uridine phosphorylase from Clostridium perfringens (CpUP), immobilized in a monolith column. The on-line apparatus obtained by connecting CpUP-IMER and AhPNP-IMER in series was tested in the synthesis of adenosine, 2’-deoxyadenosine and arabinosyladenine from uridine, 2’-deoxyuridine and arabinosyluracyl as sugar donors, respectively. The corresponding nucleobases were transformed into the products in 90-95% conversion over 1 h for the ribosyl and 2’-deoxyribosyl derivatives, and 20% conversion after 5 h for arabinosyladenine. [3]
Furthermore, a new LC-ESI-MS/MS method was set up to evaluate the inhibition activity of 8-substituted purine ribonucleosides toward the PNP from Mycobacterium tuberculosis (MtPNP), as well as the selectivity against the microbial enzyme with respect to the corresponding human one (HsPNP). The corresponding enzymatic assay, based on the phosphorolysis of inosine, proved to be very convenient in terms of time as well as of target amount. A small library of seven 8-substituted purine ribonucleosides were screened, not exerting any significant effect up to 1 mM, with 8-bromoguanosine and 8-methylaminoguanosine being the only exceptions at 500 mM as weak inhibitors. [4]
Finally, the chemical synthesis of a series of 8- and N2-substituted inosinic and guanylic acids as potential ligands of the human GPR17 receptor was carried out, starting from studies aided by molecular modeling on a homology model of the target. The molecules were prepared by 5’-phosphorylation of properly 8- and N2-modified/protected inosine or guanosine. Owing to the scarce nucleophilicity of the exocyclic NH2 group of guanosine, the 2-position of the purine ring was activated as a bromo derivative, whose displacement with the proper amine afforded the desired N2-alkylated products. On the contrary, N2-acylations were carried out through nitrogen functionalization with a proper acyl chloride or anhydride. An additional 2’,3’-O-isopropylidene group was inserted in all the N2-functionalized nucleotides. Binding assays on GPR17 will be carried out.
[1] D. Ubiali, C. F. Morelli, M. Rabuffetti, G. Cattaneo, I. Serra, T. Bavaro, A. M. Albertini, G. Speranza Curr. Org. Chem. 2015, 19, 2220-2225; [2] E. Calleri, G. Cattaneo, M. Rabuffetti, I. Serra, T. Bavaro, G. Massolini, G. Speranza, D. Ubiali Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 2520-2528; [3] G. Cattaneo, M. Rabuffetti, G. Speranza, T. Kupfer, B. Peters, G. Massolini, D. Ubiali, E. Calleri Submitted 2017; [4] G. Cattaneo, D. Ubiali, E. Calleri, M. Rabuffetti, G. C. Hofner, K. T. Wanner, M. C. De Moraes, L. K. B Martinelli, D. S. Santos, G. Speranza Anal. Chim. Acta 2016, 943, 89-97
The Vehicle Routing Problem with Divisible Deliveries and Pickups
The vehicle routing problem with divisible deliveries and pickups is a new and interesting model within
reverse logistics. Each customer may have a pickup and delivery demand that have to be served with
capacitated vehicles. The pickup and the delivery quantities may be served, if beneficial, in two separate visits.
The model is placed in the context of other delivery and pickup problems and formulated as a mixed-integer
linear programming problem. In this paper, we study the savings that can be achieved by allowing the pickup
and delivery quantities to be served separately with respect to the case where the quantities have to be served
simultaneously. Both exact and heuristic results are analysed in depth for a better understanding of the problem
structure and an average estimation of the savings due to the possibility of serving pickup and delivery
quantities separately
Chimica dei nuovi sapori : composti umami e kokumi
Umami è il caratteristico gusto impartito dalla presenza di glutammato monosodico (MSG) e 5'-ribonucleotidi, quali inosina 5'-monofosfato (IMP) e guanosina 5'-monofosfato (GMP). Questi composti sono naturalmente presenti in molti alimenti (in particolare carne, pesce e alcune verdure) e giocano un ruolo fondamentale nel conferire sapore ai cibi non solo per il loro peculiare gusto ben distinto dagli altri quattro, ma anche perchè esercitano una spiccata attività di esaltatori di sapore ("flavor enhancing activity"). Sono cioè in grado di aumentare l'appetibilità del cibo anche se presenti in quantità al di sotto della loro soglia di percezione. È stato inoltre scoperto che tra MSG e ribonucleotidi esiste un marcato fenomeno di "sinergismo", cioè un aumento più che additivo del tipico effetto di "flavor enhancement" che si verifica quando in un preparato alimentare sono presenti entrambi i tipi di composti.[1] Hanno il sapore umami tipico del glutammato monosodico e la capacità di esaltare il "flavor" dei cibi a base salata anche alcune miscele peptidiche ottenute per idrolisi chimica e/o enzimatica di materie prime di origine vegetale ricche in proteine, quali grano, mais, soia, arachidi, girasole, ecc. (HVPs – Hydrolyzed Vegetable Proteins).[2]
Al fine di individuare nuovi composti umami e di intraprendere uno studio SAR ("structure-activity relationships") di ribonucleotidi aventi "flavor enhancing activity", sono stati sintetizzati e sottoposti ad analisi sensoriale derivati dell'acido guanilico sostituiti in posizione 2 con catene alchiliche o aciliche.[3,4]
Inoltre, nell’ambito del progetto Velica ("Da antiche colture materiali e prodotti per il futuro" www.velica.org), abbiamo sviluppato procedure di idrolisi chimica ed enzimatica di materiale di scarto a elevato contenuto proteico quali i panelli derivanti dalla spremitura di semi oleaginosi, in particolare di lino e canapa.[5]
In combinazione con il "flavor enhancement" proprio delle sostanze umami è stato recentemente evidenziato un altro effetto sensoriale, il kokumi. Le sostanze kokumi (per lo più γ-glutammil derivati di amminoacidi o amminoacidi modificati) contribuiscono alla formazione del "flavor" generando in bocca le sensazioni di pienezza, rotondità, persistenza del sapore d’impatto. In quest’ambito è stata recentemente realizzata la sintesi chemoenzimatica di γ-glutammil-S-alch(en)il cisteine e dei corrispondenti solfossidi presenti nell’aglio e nella cipolla.[6]
[1] Yamaguchi, S., Ninomiya, K., Food Rev. Int., 1998, 14, 123-138; [2] Maehashi, K., Matsuzaki, M., Yamamoto, Y., Udaka, S., Biosci. Biotechnol. Biochem., 1999, 555-559; [3] Cairoli, P., Pieraccini, S., Sironi, M., Morelli, C. F., Speranza, G., Manitto, P., J. Agric. Food. Chem., 2008, 56, 1043-1050; [4] Morelli, C. F., Manitto, P.4, Speranza, G., Flav. Fragr. Journal, 2011, 26, 279-281; [5] Bagnasco, L., Pappalardo, V., Meregaglia, A., Kaewmanee, T., Ubiali, D., Speranza, G., Cosulich, M. E., Food Res. Int. 2013, 50, 420-427; [6] Speranza, G., Morelli, C. F., J. Mol. Catal. B: Enz., 2012, 84, 65-71
Sull'inferenza della speranza in Kant
La pagina della "Dottrina del Metodo" della "Critica della ragione pura" in cui si descrive il "sillogismo della speranza" viene analizzata a fronte dei "Ragionamenti dialettici della ragione pura" ed interpretata quale possibile chiave di lettura della Dottrina dei postulati nella" Critica della ragione pratica
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