MARIO RIPPA (1932 – 2001) Il Prof. Mario Rippa è nato a Napoli il 3/9/1932. Iscrittosi alla Facoltà di Chimica dell'Università di Napoli, dal novembre 1953 al dicembre 1956 ha frequentato, come allievo interno, l'Istituto di Chimica Organica di quella Università per la preparazione della tesi sperimentale di Laurea. Si è laureato in Chimica, indirizzo organico-biologico, nel dicembre 1956, discutendo col Prof. G. Speroni la Tesi "Sui dimeri del benzoilnitrilossido e della sua ossima". Dal dicembre 1958 al settembre 1961 ha lavorato, coi Professori E. Boeri e A. Vescia, nel gruppo di studio sui radicali liberi in biologia, presso l'Istituto di Fisiologia Umana dell'Università di Ferrara, come vincitore di una Borsa di studio del Comitato Nazionale per l'Energia Nucleare. Dal settembre al novembre 1961 ha lavorato come Research Fellow a Filadelfia, col Prof. B. Chance. Dal novembre 1961 al marzo 1963 ha lavorato come Assistente volontario nell'Istituto di Fisiologia generale dell'Università di Ferrara, diretto dal Prof. E. Tria, Dal giugno al settembre 1962 ha lavorato come Visiting Scientist nell'Istituto di Biologia Fisico-chimica dell'Università di Parigi. Dall'ottobre 1964 all'ottobre 1965 ha lavorato come International Postdoctoral Research fellow del National Institute of Health degli Stati Uniti alla Yeshiva University di New York. Dal marzo 1963 fino alla sua morte ha lavorato presso l'Istituto di Biochimica dell’Università di Ferrara, allora diretto dal Prof. S. Pontremoli, ed attualmente diventato Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare. All’interno di questa struttura ha percorso tutti i gradi della sua carriera accademica: - assistente volontario negli anni 1963-64 - assistente ordinario dal 1965 al 1971 - aiuto dal 1971 al 1973. - Incaricato stabilizzato, fino al 1975 - Professore Ordinario dal 1975 ATTIVITA’ DIDATTICA e ORGANIZZATIVA Presso l'Università di Ferrara il Prof. Mario Rippa ha ricoperto i seguenti incarichi: Direttore dell'Istituto di Biochimica Membro del Consiglio d'Amministrazione dell'Università Presidente dell'Opera Universitaria. Presidente dell’ADSU Il Prof. Mario Rippa ha conseguito la Libera Docenza in Chimica Biologica nel 1967, Confermata nel 1972. Presso l'Università di Ferrara ha tenuto corsi suppletivi di: Chimica Biologica per Scienze (anni 1959-64) Chimica Biologica per Medicina e (anni 1963-71) Chimica Biologica per Chimica (anni 1965-67) Fisiologia Generale per Scienze (anno 1962-63) Chimica delle Fermentazioni per Chimica (anno 1962-63) Incarichi di Insegnamento di Chimica Biologica per Scienze (anni 1961-63) Biochimica Applicata per Farmacia (anni 1968-74) Chimica e Propedeutica Biochimica per Medicina e Chirurgia (anni 1971-2001) E' autore di molti libri di testo di Chimica per l'Università e le Scuole Superiori, i più rilevanti sono: 1) 2) 3) 4) 5) 6) Mario Rippa, Chimica medica (chimica organica), 1975 Mario Rippa, Chimica medica (chimica generale), 1976 Mario Rippa, La Chimica, 1980 - 1990 Mario Rippa, Fondamenti di chimica, 1987 - 1998 Mario Rippa, La materia e le sue trasformazioni, 1988 Mario Rippa - Daniele Casagrande, La materia intorno a noi, 1995 tra cui il testo di Chimica più venduto in Italia negli anni 1985 -1995 ATTIVITA' SCIENTIFICA Il Prof. Mario Rippa ha effettuato numerosi soggiorni di studio presso prestigiose Istituzioni Scientifiche straniere: Dal settembre al novembre 1961 ha lavorato come Research Fellow a Filadelfia, col Prof. B. Chance. Dal giugno al settembre 1962 ha lavorato come Visiting Scientist nell'Istituto di Biologia Fisico-chimica dell'Università di Parigi. Dall'ottobre 1964 all'ottobre 1965 ha lavorato come International Postdoctoral Research fellow del National Institute of Health degli Stati Uniti alla Yeshiva University di New York. Visiting scientist al Lehrsthul fur Biochemie del Dipartimento di Chimica della Ruhr Universitat in Bochum nell'aprile-maggio 1971 Visiting scientist al Physiologisch-Chemisches Institut dell'Università di Goettingen nel maggio 1973 Visiting Scientist al Departemento de Bioquimica alla Universitad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM) nel 1991 Coordinatore di Programmi di Ricerca di Interesse Nazionale del Dipartimento della Pubblica Istruzione dal 1976 e del Ministero della Università e Ricerca Scientifica poi. Coordinatore di Programmi di Ricerca in Biochimica del Consiglio Nazionale delle Ricerche Ha fatto parte del Comitato Organizzatore del Congresso del Gruppo Proteine della Società Italiana di Biochimica (Proteine 97) che si è svolto a Ferrara dal 4 al 6 giugno 1997 Finanziamenti Oltre ad essere stato titolare per molti anni di fondi MURST e CNR il Prof. Rippa ha ottenuto Grants dall'N.I.H. nel 1966 dalla NATO nel 1972 e 1973 dalla CEE nel periodo 1999-2001 dall'Industria Eridania. SEMINARI SU INVITO Il Prof. Rippa ha tenuto innumerevoli seminari sulle sue ricerche tra cui alcuni nei seguenti Istituti : Department of Biophysics, University of Pennsylvania Institut de Biologie Physico-Chemique, Università di Parigi Department of Molecular Biology, Yeshiva University, New York Dipartimento di Chimica, Rhur Università!, Bochum Fachbereich Biologie, Università di Costanza Max-Planck Tnstitut tur Ehrnarungsphysiologie, Dortmund Physiologisch Chemisches Institut, Università di Gottinga Laboratorio internazionale di Genetica e Biofisica,Napoli Istituto di Chimica Biologica, Università di Genova Istituto di Chimica Biologica, Università di Napoli Istituto di Chimica Biologica, Università di Padova Istituto di Chimica Biologica, Università di Pavia Departimento de Bioquimica, UNAM, Città del Messico. Istituto di Chimica Organica , Università di Napoli Istituto di Patologia Generale, Università Cattolica, Roma Istituto di Biologia Molecolare, Università di Parma Istituto di Chimica Biologica, Università di Pisa. E' stato inoltre invitato a presentare i risultati delle sue ricerche a molti Simposi tra cui: Multiple molecular Forms of Enzymes; New York Academy of Sciences, New York 1959 Chemical and physical studies on enzymes; Società Tedesca di Biochimica; Gunzburg 1971 Struttura e funzione delle proteine. Società di Biochimica e di cristallografia; Pavia 1972 Chimica delle Proteine; Tavola Rotonda; Società Italiana di Biochimica, Trieste, 1973 Modificazione e regolazione delle proteine; Tavola Rotonda; Società Italiana di Biochimica, Camerino, 1973 Congresso del Gruppo Proteine della Società Italiana di Biochimica (Proteine 97), Ferrara , 1997 Appartenenza a Società Scientifiche Membro attivo della Societa' Italiana di Biochimica e Biologia Molecolare, gruppo Struttura e Funzione delle Proteine Membro attivo della The New York Academy of Sciences CITAZIONI Alcuni dei lavori del Prof. Rippa sono stati citati da moltissimi trattati tra cui: The Enzymes (1963) vol. 7, pag 379-380-559-565 Comprehensive Biochemistry (1969) vol 17 pag 177-178 Advances in protein chemistry (1963) vol 18, pag 192 Annual Review of Biochemistry (1963) 32, 612-613 Annual Review of Biochemistry (1966) 35, 553 Annual Review of Biochemistry (1967) 36, 192 Annual Review of Biochemistry (1968) 37, 704-705 Annual Review of Biochemistry (1969) 38, 751 Annual Review of Biochemistry (1972) 41, 851 Methods in Enzymology (1966) 9, 141 Methods in Enzymology (1972) 26, 588 Advances in Metabolic Disorders (1972) 6, 20-22 Assays in Biochemistry (1972) 8, 163 Biochemistry of the SH groups (1972) 16-18 Chemical reactivity and bioogical roles of functional groups in enzyme (1970) 139-167 FEBS Symposia (1969) 19, 184 Nature (1969, News and Views) 233, 1204 Mechanism in Protein Chemistry (1995 by Jack Kyte, Garland Publishing, Inc. New York & London) 388-390. TEMI DI RICERCA L’attività di ricerca sperimentale del Prof. Mario Rippa si è rivolta a numerosi temi: Dal gennaio 1957 al dicembre 1958 ha lavorato, sotto la direzione dei Professori E. Boeri e E. Scarano, sulle proprietà delle alcol e lattico deidrogenasi, sulla rodanesi, glutatione, eparina, condroitinsolfati, nucleotidi e altri composti di interesse biochimico. Dal dicembre 1958 al settembre 1961, coi Professori E. Boeri e A. Vescia, ha lavorato alla purificazione e alla caratterizzazione di altre nuove lattico deidrogenasi, collaborando anche col Prof. T.P. Singer allora in visita per un anno a Ferrara. Dal settembre al novembre 1961 ha lavorato come Research Fellow a Filadelfia, col Prof. B. Chance, sulle proprietà cinetiche e di spin elettronico della lattico deidrogenasi di lievito di pane. Dal novembre 1961 al marzo 1963 ha lavorato sulla fosforilazione ossidativa nel lievito di pane e sulla purificazione e dosaggio della gastrina. Dal giugno al settembre 1962 ha lavorato sui legami tra eme, flavina e proteina nella lattico deidrogenasi da lievito di pane, come Visiting Scientist nell'Istituto di Biologia Fisicochimica dell'Università di Parigi. Dall'ottobre 1964 all'ottobre 1965 ha lavorato come International Postdoctoral Research fellow del National Institute of Health degli Stati Uniti sulla fruttoso difosfato fosfatasi da fegato di coniglio e sulla aldolasi da fegato di coniglio, alla Yeshiva University di New York. Dal marzo 1963 ha lavorato sulla 6-fosfogluconato deidrogenasi da Candida Utilis, fegato di pecora e sulla 6-fosfogluconato deidrogenasi ricombinante di Trypanosoma brucei, come anche sulle Diacetil Reduttasi e alcol deidrogenasi di Bacillus stearothermophilus. Il filo conduttore delle ricerche del Prof. Rippa è stato lo studio del meccanismo chimico della catalisi enzimatica. Per queste ricerche è stato scelto come modello di studio l'enzima 6-fosfogluconato deidrogenasi. Dato che questo enzima catallizza tutta una serie di reazioni (decarbossilazione essudativa, ossidazione, decarbossilazione, reazione di scambio di tritio) esso rappresenta un modello ideale per lo studio del meccanismo d'azione delle deidrogenasi, delle decarbossilasi, delle aldolasi, delle isomerasi, delle deidratasi etc. Un altro notevole vantaggio e che1'enzima è stabile e può esser facilmente preparato,in quantità relativamente grandi, in poco tempo. Agli inizi di questi studi si è cominciato a mettere a punto un metodo per una efficace rapida preparazione allo stato omogeneo dell' enzima. Nel far questo si è visto che la Candida utilis (il materiale di partenza per la preparazione dell'enzima) contiene due forme di 6-fosfogluconato deidrogenasi, che hanno diverse caratteristiche chimiche e fisiche. In seguito, altri ricercatori hanno visto che la Candida contiene un doppio patrimonio di diversi degli enzimi dello shunt dei pentosi. Si è passati poi alla determinazione della composizione in aminoacidi, del peso molecolare,del numero delle subunità,del numero dei siti di legame del coenzima, della sequenza aminoacidica alla estremità carbossiterminale. E' stato visto che il centro attivo dell'enzima contiene residui di cisteina, lisina, istidina e tirosina. Nel corso di queste ricerche è stato scoperto che il piridossal fosfato è un reattivo specifico per i residui di lisina, e allo stesso tempo,un reattivo bifunzionale capace di far da ponte tra un residuo di lisina ed un residuo aminoacidico dotato di carica positiva. Da allora in poi il piridossalfosfato è stato usato con successo da altri ricercatori, che hanno visto che oltre 50 enzimi sono inibiti da piridossalfostato. Il piridossalfosfato è stato utilizzato anche per lo studio della ossigenazione della emoglobina. E' stata poi ideata la tecnica della fotoossidazione specifica per il centro attivo dell'enzima. Anche questa nuova tecnica, recensita nei News and Views di Nature, ha avuto numerose applicazioni nella chimica delle proteine ed è stata utilizzata in medicina nella cura dell'Herpes Simplex. Dopo una prima indagine sulle caratteristiche chimiche del centro attivo dell'enzima, le ricerche sono proseguite per determinare il ruolo degli aminoacidi, individuati nel centro attivo dell'enzima, nella catalisi enzimatica. E' stato visto che le ionizzazioni di un residuo di istidina e di uno di tirosina hanno un ruolo nel legare all'enzima rispettivamente il substrato e il coenzima. Utilizzando un analogo del substrato è stato possibile individuare la natura chimica del prodotto intermedio della decarbossilazione ossidativa del 6-fosfogluconato e, allo stesso tempo,conoscere un'altra tappa del catabolismo di un ben noto inibitore metabolico, il 2deossiglucoso. L'uso di analoghi sintetici del coenzima ha permesso di indicare un metodo per differenziare il ruolo ossidoriduttivo del NADPH da altri ruoli, non redox, del coenzima, nella catalisi enzimatica. Inoltre si è visto, per la prima volta,che l'azoto piridinico del NADPH ha un ruolo, finora insospettato, nella catalisi enzimatica. Questo dato è stato confermato facendo gli esperimenti anche sulla isocitrato deidrogenasi. La scoperta di un nuovo ruolo dell'azoto dell'anello piridinico nella catalisi enzimatica potrebbe portare ad una più approfondita conoscenza del meccanismo d'azione, finora ancora molto nebuloso, delle deidrogenasi. L’enzima si è anche rivelato un utile modello di studio del funzionamento delle macromolecole omopolimeriche, in quanto è formato da due uguali subunità, che si è in realtà dimostrato che sono funzionalmente distinte e funzionanti in maniera cooperativa. Mediante l’analogo del NADP, NADP ossidato con periodato (oNADP), si è visto che l’enzima possiede un meccanismo asimmetrico in quanto in presenza di substrato un solo oNADP per dimero inattiva l’enzima. L'asimmetria e' stata dimostrata anche dopo fotoossidazione in presenza di vanadato: solo il 50 % delle subunita' viene rotto ma l'enzima e' completamente inattivato. Le prove a favore del meccanismo cooperativo (cooperatività omotropica) sono di tipo cinetico. La cinetica della reazione catalizzata dalla 6fosfogluconato deidrogenasi è stata studiata utilizzando l’analogo del substrato 2-deossi-6fosfogluconato, la cui ossidazione dà il 3-keto-2d6PG, che può essere isolato e dosato. La decarbossilazione dell' intermedio non avviene se non è presente NADPH, o un suo analogo privo di potere redox, che attivano la reazione. E’ stato poi mostrato che anche il substrato può attivare la stessa reazione, per cui mentre una subunità lo lega, l’altra è impegnata nella decarbossilazione. L'entità diversa dell'attivazione da parte di NADPH e substrato ha permesso di ipotizzare che l'enzima funzioni con una sola subunità nella cellula (dove il rapporto NADPH/NADP è circa 70) ma a ritmo pieno, cioè con entrambe le subunità ma impegnate in due step differenti e con inversione di ruoli dopo ogni turnover, non appena venga attivata la Via dei Pentoso Fosfati, con formazione del 6fosfogluconato. E' stata intrapresa anche la caratterizzazione della 6-fosfogluconato deidrogenasi cinetica e molecolare della 6-Fosfogluconato Deidrogenasi di Trypanosoma brucei e ricerca di inibitori specifici da saggiare anche in vivo sul parassita La caratterizzazione della 6PGDH del protozoo Trypanosoma brucei, agente etiologico della malattia del sonno e di gravi patologie veterinarie che affliggono vaste aree dell’Africa, ha permesso di includere questo enzima tra i bersagli di nuovi potenziali farmaci. Infatti questo tipo di microrganismo sfugge al controllo tramite i vaccini, e la chemioterapia è l’unica arma utile per combatterlo. Nuovi farmaci sono utili poichè non è infrequente l’insorgenza di forme di chemioresistenza. Questo enzima è probabilmente vitale per il microrganismo nelle condizioni di stress a cui è sottoposto all’interno del mammifero ospite e si sono evidenziate alcune differenze significative tra la 6PGDH del parassita e quella di fegato di pecora. Si è però anche rivelata una certa similarità tra l’enzima del parassita e quello del globulo rosso, indizio della presenza di differenti isoforme dell’enzima nel mammifero e del sorprendente adattamento del microrganismo all’ambiente ematico. E’ stata quindi intrapresa una ricerca sistematica di inibitori selettivi per la 6PGDH di T. brucei, che verranno poi anche saggiati su enzimi della Via dei Pentoso Fosfato estratti da un altro parassita dello stesso gruppo, la Leishmania. La 6PGDH è altamente polimorfica in Leishmania e uno dei farmaci attualmente utilizzati contro le leishmaniosi è lo stibogluconato, molto simile al substrato della 6PGDH. Anche nell'ultimo periodo della carriera il Prof. Rippa ha studiato nuovi inibitori: Il Trinitrobenzensulfonato (TNBS) come marcatore d’affinità specifico per lisine in siti di legame di gruppi fosfato. Il Gliossilato come reattivo specifico per le lisine nel sito di legame di un gruppo carbossile. Il Bromopiruvato, utilizzato finora come analogo del piruvato, e' stato utilizzato come marcatore d'affinita' per il sito legante il gruppo carbossilato nella 6-fosfogluconato deidrogenasi. L' ATP ossidato con periodato (oATP oppure oxoATP) come antagonista selettivo del recettore purinergico P2X7, recettore citotossico espresso da cellule immunocompetenti. Questo composto è importante per la caratterizzazione funzionale del recettore e la comprensione della sua distribuzione. Il recettore P2X7 appare mediare effetti dell'ATP non solamente citotossici ma anche mitogenici e promuoventi la fusione e la comunicazione cellulare. Una classe di composti, derivati del trifenilmetano, che inibiscono selettivamente la 6fosfogluconato deidrogenasi di T. brucei rispetto a quella di fegato di pecora, alcuni di questi uccidono le cellule di tripanosoma a concentrazione micromolare ma sono purtroppo tossici nel topo. Sono quindi solo un punto di partenza per lo sviluppo di composti con potenziale terapeutico importaqnte. PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE 1. Gazzetta Chimica Italiana, 88, 804-11, 1958. “Sui dimeri del benzoilnitrilossido e della sua ossima” 2. Biochem Biophys Res Commun., 3, 428-34, 1960. “On the multiplicity of lactic dehydrogenases in yeast” 3. Boll Soc Ital Biol Sper., XXXVI, 2037-40, 1960. “Effetto dell'urea sul flavocitocromo b2” 4. Arch Biochem Biophys., 94, 333-5, 1961. “Preparation of crystalline flavocytochrome b2” 5. 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Ital J Biochem.,18, 174-84, 1969. “ 6-phosphogluconate dehydrogenase: evidences for two identical polypeptide chains and two substrate binding sites” 20. Arch Biochem Biophys., 103, 112-8, 1969. “Pyridoxal 5'-phosphate as a specific photosensitizer for histidine residue at the active site of 6-phosphogluconate dehydrogenase” 21. Ital J Biochem.,19, 178-92, 1970. “ Rose Bengal as a reporter of the polarity and the acidity of the TPN binding site in 6-phosphogluconate dehydrogenase” 22. Ital J Biochem.,19, 361-9, 1970. “A simple method for the purification of the 6-phosphogluconate dehydrogenase from Candida utilis” 23. European Journal of Biochemistry, 16, 461-4, 1970. “ An optical rotatory dispersion study of 6-phosphogluconate dehydrogenase” 24. J.Biol.Chem., 245, 4977-81, 1970. “Rose Bengal as a specific photosensitizer for a histidine residue at the triphosphopyridine nucleotide binding site of 6-phosphogluconate dehydrogenase” 25. Arch Biochem Biophys., 147, 487-92, 1971. “ Evidence for a tyrosine residue at the triphosphopyridine nucleotide-binding site of 6-phosphogluconate dehydrogenase” 26. Arch Biochem Biophys., 150, 503-10, 1972. “ Evidences for the involvement of a histidine residue in the binding of the substrate to the 6-phosphogluconate dehydrogenase” 27. Biochem Biophys Res Commun., 48, 764-8, 1972. “Differentiation between the structural and redox roles of TPNH in 6phosphogluconate dehydrogenase” 28. Acta Vitaminologica et Enzymologica., 5-6, 4920-5, 1972. “The active site specific photooxidation: a method to establish the thridimensional structure of the active site of an enzyme” 29. J.Biol.Chem., 248, 4920-5, 1973. “ A multiple role for the coenzyme in the mechanism of action of 6phosphogluconate dehydrogenase. The oxidative decarbosylation of 2-deoxy6-phosphogluconate” 30. 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