Andrea Bologna

L’attività scientifica si concentra sulla Biochimica Strutturale, Biofisica e Ingegneria Proteica, con particolare attenzione alle relazioni sequenza-topologia-struttura-dinamica-funzione, ai meccanismi di folding, alla stabilità conformazionale, all’oligomerizzazione e ai processi di aggregazione proteica.

Principali linee di ricerca

• Ingegneria proteica e permutazione circolare: progettazione e caratterizzazione di varianti circolarmente permutate della proteina dolce MNEI; analisi degli effetti della connettività topologica, della lunghezza e della flessibilità dei linker su folding, stabilità termodinamica, domain swapping e aggregazione amiloide.
• Proteine a ripetizioni interne (PIR): caratterizzazione strutturale delle proteine PIR di Saccharomyces cerevisiae, con particolare attenzione all'architettura dei domini ripetuti e alle interazioni proteina-ligando.
• Fotoliasi e dinamica conformazionale: studio della fotoliasi Cc(6-4)PL di Caulobacter crescentus, delle transizioni conformazionali dipendenti dallo stato redox del FAD e delle reti di interazioni intramolecolari.
• Biochimica e biofisica sperimentale: espressione eterologa e purificazione di proteine ricombinanti mediante cromatografia di affinità, scambio ionico (IEX) ed esclusione dimensionale (SEC); caratterizzazione mediante dicroismo circolare (CD), spettroscopia UV-Vis, fluorescenza, microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e cristallografia a raggi X.
• Modellistica e simulazioni molecolari: docking proteina-ligando, dinamica molecolare (MD) con GROMACS e AMBER, analisi di flessibilità, fluttuazioni conformazionali, moti collettivi ed ensemble strutturali; applicazione di tecniche di campionamento avanzato (enhanced sampling) e modelli generativi basati su intelligenza artificiale (BioEmu).

Attività attuali e prospettive

Studio mediante MD ed enhanced sampling della dinamica conformazionale dei linker in varianti circolarmente permutate della proteina dolce MNEI, con l'obiettivo di identificare i determinanti molecolari della stabilità e delle transizioni strutturali e sviluppare strategie di progettazione razionale e computazionale di nuove architetture proteiche per applicazioni biotecnologiche.