Alessandro D'URSO

Ricercatore di CHIMICA GENERALE E INORGANICA [CHIM/03]
Ufficio: Cittadella Universitaria, V.le A. Doria 6, 95125 Catania. Edificio 1 corpo B piano 1 Stanza 18 (B1/18)
Email: adurso@unict.it
Telefono: +39 095 738 5095
durale4382


Ricercatore a tempo determinato RTDb di Chimica Inorganica (CHIM/03)

Insegnamenti: Chimica generale ed Inorganica presso il CdL di Scienze Ambientali e Naturali, Chimica generale ed Inorganica II e Laboratorio presso il CdL di Scienze Chimiche.

Principali tematiche di ricerca:

  1. Interactions of water-soluble porphyrins with biomolecules
  2. Template-aided non-covalent syntheses of (chiral and achiral) supramolecular systems.

 

ORCID ID: 0000-0002-0255-1792

Researchgate: https://www.researchgate.net/profile/Alessandro_DUrso

Linkedin: https://www.linkedin.com/in/alessandro-d-urso-666ab42b/?trk=public-profile-join-page

Il Dr. Alessandro D’Urso dal 2016 è ricercatore a tempo determinato (RTDb) presso il Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Catania dove ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche il 03/02/10, con programma di ricerca: “Self-assembly gerarchico di architetture supramolecolari multi componenti”. Nel 2013 ha ottenuto l'abilitazione scientifica nazionale II fascia per il settore scientifico concorsuale 03/B1 - FONDAMENTI DELLE SCIENZE CHIMICHE E SISTEMI INORGANICI.

La sua carriera scientifica ha riguardato varie esperienze lavorative:

2006-2007: vincitore di una borsa di ricerca, del CIRCMSB, con programma di ricerca “Studio spettroscopico delle interazioni tra porfirine anioniche e Z-DNA”.

2009: Visiting scholar presso l’Università del Wyoming, U.S.A., nei laboratori del Prof Milan Balaz, per svolgere il progetto: “Sviluppo di sensori chirottici per la forma Z del DNA”.

2010: Invited research assistant presso il Doane College, Nebraska, USA, nei laboratori della prof.ssa Andrea Holmes.

2010-2012: Post dottorato presso l’Università degli studi di Catania.

2011: tre settimane presso l’Università di Barcellona, Spagna, nei laboratori del Prof. Joseph M. Ribò all’interno del progetto europeo Italia-Spagna lavorando sulla caratterizzazione spettroscopica di aggregati supramolecolari di nuove porfirine sintetiche.

2012: Postdoctoral Research Scientist presso la Columbia University, New York, USA, nei laboratori del Prof. Koji Nakanishi e della Prof. Nina Berova per sviluppare studi spettroscopici di dicroismo circolare vibrazionale.

Nel 2012 diventa ricercatore a tempo determinato (RTDa) presso il Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Catania.

È autore di oltre 50 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali con oltre 700 citazioni con un H-index di 14. È il Coordinatore Nazionale del progetto FIRB 2012 (RBFR12WB3W): “Caratterizzazione spettroscopica e strutturale di inibitori del proteasoma”. Dal 2012 è Componente del Guidance Team del Reaxys Club dopo essere stato selezionato come uno dei 45 finalisti del Reaxys PhD Prize 2010 su oltre 300 domande; è Vicecoordinatore del Direttivo Giovani della Società Chimica Italiana e rappresentante giovane della Divisione di Chimica dei Sistemi Biologici. È stato selezionato tra i finalisti dell’ European Young Chemist Award 2016; ha vinto l’SPP/JPP Young Investigator Award 2016, per il contributo scientifico nel campo delle porfirine; è stato premiato per il Best Poster Award al 14th International Conference on Chiroptical Spectroscopy, Nashville, USA 2013; gli è stato assegnato il Reaxys Prize Club Travel Bursary Award 2013 consistente in 1200$ da utilizzare per partecipare a congressi.

Pubblicazioni degli ultimi 5 anni di Alessandro D’Urso (ORCID ID: 0000-0002-0255-1792)

2018

  1. M. Gaeta, D. Raciti, R. Randazzo, C.M.A. Gangemi, A. Raudino, A. D’Urso,* M.E. Fragalà,* R. Purrello* “Chirality enhancement of porphyrin supramolecular assembly driven by template pre-organization effect” ANGEW CHEM INT ED, 2018Just Accepted. DOI: 10.1002/anie.201806192  
  2. L. Dordevic, F. Arcudi, A. D’Urso, M. Cacioppo, N. Micali, T. Bürgi, R. Purrello, M. Prato “Chiral Carbon Nanodots: Conveying Chirality from Molecular to Nanoscale Level” NAT. COMMUN. 2018, Just Accepted                                                                                
  3. G. Ognibene, C. M. A. Gangemi, A. D’Urso, R. Purrello, G. Cicala, M. E. Fragalà “Combined Approach to Remove and Fast Detect Heavy Metals in Water Based on PES-TiO2Electrospun Mats and Porphyrin Chemosensors” ACS Omega 2018, just accepted
  4. C. M.A. Gangemi, B. D’Agostino, R. Randazzo, M. Gaeta, M. E. Fragalà, R. Purrello, A. D’Urso“Interaction of spermine derivative porphyrin with DNAs” J. PORPH. PHTHALO. 2018, 22: 1–7. DOI: 10.1142/S1088424618500645                 
  5. C. M. A. Gangemi, G. Ognibene, R. Randazzo, A. D’Urso, R. Purrello, Maria Elena Fragalà “Easy sensing of lead and zinc in water using smart glass based on cationic porphyrin layers” NEW JOURNAL OF CHEMISTRY 2018, DOI: 10.1039/c8nj00736e

2017

  1. A. Di Dato, A. Cunsolo, M. Persico, A.M. Santoro, A. D’Urso, D. Milardi, R. Purrello, M. Stefanelli, R. Paolesse, G.R. Tundo, D. Sbardella, C. Fattorusso, M. Coletta “Electrostatic Map Of Proteasome α-Rings Encodes The Design of Allosteric Porphyrin-Based Inhibitors Able To Affect 20S Conformation By Cooperative Binding” SCIENTIFIC REPORT 2017 DOI:10.1038/s41598-017-17008-7
  2. M. Gaeta, R. Randazzo, D.A. Cristaldi, A. D’Urso,* R. Purrello,* M.E. Fragalà* “ZnTPPS demetalation: Role of polyelectrolytes on aggregation after protonation in acid” J. PORPH. PHTHALO. 2017, 21: 426- 430. DOI: 10.1142/S1088424617500432.
  3. C.M.A. Gangemia, A. D'Urso, G.A. Tomasellia, N. Berova, R. Purrello “A novel porphyrin-based molecular probe ZnTCPPSpm4 with catalytic, stabilizing and chiroptical diagnostic power towards DNA B-Z transition” J. INORG. BIOCHEM. 2017, 173, 141-143. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2017.05.008
  4. A. D’Urso,* N. Marino, M. Gaeta, M. S. Rizzo, D. A. Cristaldi, M. E. Fragalà., S. Pappalardo, G. Gattuso, A. Notti,* M. F. Parisi,* I. Pisagatti, and Roberto Purrello “Porphyrin stacks as an efficient molecular glue to induce chirality in hetero-component calixarene-porphyrin assemblies” NEW JOURNAL OF CHEMISTRY 2017 41, 8078-8083. DOI: 10.1039/c7nj00890b
  5. A. D'Urso,* R. Randazzo, V. Rizzo, C. M. A. Gangemi, V. Romanucci, A. Zarrelli, G. Tomaselli, D. Milardi, N. Borbone, R. Purrello, G. Piccialli, Giovanni Di Fabio, Giorgia Oliviero* “Stabilization vs Destabilization of G-quadruplex Superstructures: the role of Porphyrin Derivative having Spermine arms.” PHYS. CHEM. CHEM. PHYS., 2017, 19, 17404-17410. DOI: 10.1039/C7CP02816D.

2016

  1. A. Di Mauro, R. Randazzo, S. F. Spanò, G. Compagnini, M. Gaeta, L. D’Urso, R. Paolesse, G. Pomarico, C. Di Natale, V. Villari, N. Micali*, M. E. Fragalà*, A. D’Urso*, R. Purrello* “Vortexes tune chirality of graphene oxide and its non-covalent hosts” CHEM. COMMUN. 2016, 52, 13094-13096. DOI: 10.1039/c6cc05177d. BACK COVER
  2. M. Gaeta, I.P. Oliveri, M.E. Fragalà, S. Failla, A. D'Urso,* S. Di Bella,* R. Purrello* “Chirality of self-assembled achiral porphyrins induced by chiral Zn(II) Schiff-base complexes and maintained after spontaneous dissociation of the template: a new case of chiral memory” CHEM. COMMUN., 2016, 52, 8518-8521. DOI: 10.1039/C6CC04018GF. INSIDE FRONT COVER
  3. R. Randazzo, A. Savoldelli, D.A. Cristaldi, A. Cunsolo, M. Gaeta, M.E. Fragalà, S. Nardis, A. D’Urso* R. Paolesse*, R. Purrello* “Spectroscopic characterization of water soluble phosphonato corrole: the effect of H-bounds on the self-assembled species” J. PORPH. PHTHALO. 2016, 20: 1272–1276. DOI: 10.1142/S1088424616501066.
  4. Mandoj, A. D’Urso, S. Nardis, D. Monti, M. Stefanelli, C. M. A. Gangemi, R. Randazzo, F. R. Fronczek, K. M. Smith and R. Paolesse “The interaction of a b-fused isoindoline–porphyrin conjugate with nucleic acids” NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, 2016, 40, 5662-5665. DOI: 10.1039/c5nj03201f.
  5. D. A. Cristaldi, R. Capuano, A. D’Urso, R. Randazzo, R. Paolesse, C. Di Natale, R. Purrello, M. E. Fragalà “Spontaneous Deposition of Porphyrin-based Layers on Polylysinated Substrates: Role of the Central Metal on Layer Structural and Sensing Properties” J. PHYS. CHEM. C, 2016, 120, 724−730. DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b10280
  6. A. M. Santoro, A. Cunsolo, A. D'Urso, D. Sbardella, G. R. Tundo, C. Ciaccio, M. Coletta, D. Diana, R. Fattorusso, M. Persico, A. Di Dato, C. Fattorusso, D. Milardi, R. Purrello “Cationic porphyrins are tunable gatekeepers of the 20S proteasome” CHEM. SCI. 2016, 7, 1286–1297 DOI: 10.1039/c5sc03312h
  7. A. D’Urso, G. Brancatelli, N. Hickey, E. Farnetti, R. De Zorzi, C. Bonaccorso, R. Purrello, S. Geremia “Interactions of a water-soluble calix[4]arene with spermine: solution and solid state characterization” SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY, 2016, 28, 499-505 DOI: 10.1080/10610278.2015.1125900

2015

  1. A. Pietropaolo,* A. D’Urso,* R. Purrello and N. Berova “Effect of different Z-inducers on the stabilization of Z portion in BZ DNA sequence. Correlation between experimental and simulation data” CHIRALITY, 2015, 27, 773–778 DOI: 10.1002/chir.22502
  2. C. M. A. Gangemi, R. Randazzo, M. E. Fragalà, G. A. Tomaselli, F. P. Ballistreri, A. Pappalardo, R. M. Toscano, G. Trusso Sfrazzetto, R. Purrello* and A. D’Urso* “Hierarchically controlled protonation/aggregation of a porphyrin–spermine derivative” NEW J. CHEM., 2015, 39, 6722–6725 DOI: 10.1039/c5nj01264c
  3. G. Forte, A. D'Urso, F. P. Ballistreri, R. M. Toscano, G. A. Tomaselli, G. Trusso Sfrazzetto, A. Pappalardo “Enantiomeric Recognition of -Amino Acid Derivatives by Chiral Uranyl-Salen Receptors” TETRAHEDRON LETTERS, 2015, 56, 2922–2926 http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.04.092
  4. R. Randazzo, A. Di Mauro, A. DUrso,* G. C. Messina, G. Compagnini, V. Villari, N. Micali, R. Purrello,* and M. E. Fragala* “Hierarchical Effect behind the Supramolecular Chirality of Silver(I)−Cysteine Coordination Polymers” J. PHYS. CHEM. B, 2015, 119, 48984904 DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b00847
  5. F. Egidi, R. Russo, I. Carnimeo, A. D'Urso, G. Mancini, and C. Cappelli “The Electronic Circular Dichroism of Nicotine in Aqueous Solution: a Test Case for Continuum and Explicit-Continuum Solvation Approaches” J. PHYS. CHEM. A, 2015, 119, 53965404 DOI: 10.1021/jp510542x
  6. A. Di Mauro, F. Mirabella, A. D'Urso, R. Randazzo, R. Purrello, M. E. Fragalà “Spontaneous deposition of Polylysine on surfaces: role of the secondary structure to optimize noncovalent coating strategies” JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 2015, 270-276 DOI: 10.1016/j.jcis.2014.09.049
  7. A. D’Urso, A. G. Petrovic, M. E. Fragalà, M. A. Tamargo, G. A. Ellestad, R. Purrello, N. BerovaExploring nucleic acid conformations by employment of porphyrins non-covalent and covalent probes and chiroptical analysis” Chapter in “DNA in Supramolecular Chemistry and Nanotechnology” 2015, Eds. Dr Eugen Stulz and Dr Guido H. Clever, John Wiley & Sons, Ltd.

2014

  1. A. D’Urso, C. Tudisco, F. P. Ballistreri, G. G. Condorelli, R. Randazzo, G. A. Tomaselli, R. M. Toscano, G. Trusso Sfrazzetto, Andrea Pappalardo “Enantioselective Extraction Mediated by a Chiral Cavitand-Salen Covalently Assembled on a Porous Silicon Surface” CHEM. COMMUN. 2014 50, 4993–4996, DOI:10.1039/C4CC00034J. INSIDE BACK COVER
  2. V. Romanucci, D. Milardi, T. Campagna, M. Gaglione, A. Messere, A. D’Urso, E. Crisafi, C. La Rosa, A. Zarrelli, J. Balzarini, G. Di Fabio “Synthesis, biophysical characterization and anti-HIV activity of d(TG3AG) Quadruplexes bearing hydrophobic tails at the 5-end” BIOORG. MED. CHEM. 2014, 22, 960–966, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.bmc.2013.12.051
  3. A. Di Mauro, E. Smecca, A. D’Urso, G. G. Condorelli, M. E. Fragalà “Tetra-anionic porphyrin loading onto ZnO nanoneedles: a hybrid covalent/non covalent approach” MAT. CHEM. PHYS. 2014, 143 977-982, DOI: 10.1016/j.matchemphys.2013.10.032

2013

  1. A. DUrso, A. Di Mauro, A. Cunsolo, R. Purrello, M. E. Fragalà “Solvophobic versus Electrostatic Interactions Drive Spontaneous Adsorption of Porphyrins onto Inorganic Surfaces: A Full Noncovalent Approach” J. PHYS. CHEM. C. 2013, 117, 1765917665 DOI: dx.doi.org/10.1021/jp405514m
  2. J. K. Choi, A. D'Urso, M. Balaz “Chiroptical properties of anionic and cationic porphyrins and metalloporphyrins in complex with left-handed Z-DNA and right-handed B-DNA” J. INORG. BIOCHEM. 2013, 127, 16, DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2013.05.018
  3. A. D’Urso, S. Nardis, G. Pomarico, M. E. Fragala, R. Paolesse, R. Purrello “Interaction of Tricationic Corroles with Single/Double Helix of Homopolymeric Nucleic Acids and DNA” J. AM. CHEM. SOC. 2013, 135 (23), 8632–8638. DOI: 10.1021/ja4023539
  4. A. D’Urso, M. E. Fragalà, R. Purrello “The Supramolecular Approach in the Synthesis of Porphyrin Complex Species” CHEM. COMMUN. 2013, 49, 4441–4443. DOI:10.1039/C3CC41777H.
  5. A. D’Urso, M. E. Fragalà, R. Purrello “Non-Covalent Interactions of Porphyrinoids with Duplex DNA” Topics in Heterocyclic Chemistry, Content Type Book Chapter 2013, Springer Berlin Heidelberg DOI: 10.1007/7081_2013_113.

 

Insegnamenti tenuti presso altri dipartimenti

L’attività scientifica da me seguita si è incentrata principalmente sulla sintesi e caratterizzazione di sistemi supramolecolari complessi formati da porfirine cationiche e/o anioniche in soluzione acquosa. In particolare, sono stati approfonditi alcuni aspetti fondamentali che governano il self-assembly di architetture multicomponenti. Uno dei risultati più interessanti è che molti dei sistemi da me studiati sono governanti da delicate regole gerarchiche che, se non rispettate, non permettono la realizzazione dei complessi desiderati.

Lo studio di questi sistemi è iniziato con il dottorato durante il quale mi sono occupato dei processi gerarchici alla base del self-assembly di architetture supramolecolari complesse di porfirine. Questi studi dimostrano che è possibile ottenere un elevato livello di controllo nella sintesi di sistemi multicomponenti, che consente di trasferire a queste supramolecole delle proprietà estremamente interessanti; quali fluorescenza e chiralità.

I processi di trasferimento di chiralità da un componente chirale ad uno non chirale, sono stati al centro di gran parte della mia attività scientifica. In particolare, sono stati analizzati tre differenti tipologie di trasferimento di chiralità: i) statico, quando la chiralità è trasferita solamente a seguito dell’interazione diretta tra il templante chirale e le molecole achirali; ii) dinamico, quando è possibile rendere la chiralità una proprietà intrinseca dell’aggregato molecolare formato; iii) trasferimento indotto da forze deboli.

La mia principale attività di ricerca è concentrata sullo studio delle Interazioni di porfirinoidi con sistemi biologici. Questa tematica di ricerca è stata oggetto della mia tesi di laurea dal titolo Porfirine solubili in acqua come sensori per la forma Z del DNA. In questo studio, poi pubblicato (D’Urso et al. JACS 2009), ho evidenziato il possibile uso di una porfirina anionica come sensore chirottico dell’elica sinistrorsa dello Z-DNA, evidenziando, inoltre, il possibile uso del complesso come “gate logica” di tipo AND, modulando le interazioni, ed inducendo variazioni di pH e di temperatura. Questo studio è stato, poi, approfondito ed ampliato testando le porfirine come sensori chirottici delle conformazioni del DNA in condizioni più competitive, inizialmente con sequenze di DNA corte composte da 48 e 36 basi evidenziando le differenze che si ottengono nell’interazione con le porfirine in funzione dei diversi composti ionici utilizzati per stabilizzare le conformazioni B e Z delle sequenze utilizzate (D’Urso et al. BBRC 2010). Successivamente, sono state utilizzate delle sequenze nucleotidiche miste, cioè con porzioni che potessero adottare contemporaneamente diverse conformazioni. In questo studio sono riuscito ad individuare una marker band nello spettro di dicroismo circolare del DNA che mi indicasse, con certezza, quando una porzione della sequenza in esame adottava la conformazione Z, che, poi, veniva selettivamente riconosciuta dalla porfirina utilizzata (D’Urso et al. Chemistry an Asian J 2011).

In seguito, ho analizzato la capacità di una porfirina anionica di distinguere tra la forma condensata e non condensata di una sequenza indotta in conformazione Z, inserita tra due sequenze in conformazione B di un polinucleotide. Ho dimostrato, anche in questo caso, che la porfirina utilizza un diverso meccanismo di interazione con le due forme di DNA tramite caratterizzazione UV e CD. (D’Urso et al. JIB 2012). Con l’obiettivo di comprendere meglio l’importanza dei sostituenti del macrociclo porfirinico ed il ruolo del metallo centrale nell’interazione con i polinucleotidi, ho caratterizzato l’interazione di due corroli tricationici uno con un atomo di Germanio coordinato nel core centrale, sintetizzati dal gruppo del Prof. Paolesse dell’Università di Roma Tor Vergata, con alcuni omopolimeri di nucleotidi che possono avvolgersi in singola o doppia elica a seconda del pH della soluzione. In questo studio, grazie all’utilizzo di diverse tecniche spettroscopiche (UV, CD, Fluorescenza e RLS), sono riuscito a caratterizzare le diverse modalità di interazione dei due corroli con i polinucleotidi, evidenziando la capacità dei due corroli di distinguere tra le singole eliche di polyrA e polyrC (D’Urso et al. JACS 2013). Recentemente, la collaborazione con il gruppo di ricerca del Prof. Tomaselli, ha portato alla sintesi di una nuova porfirina con quattro pendagli sperminici, per ampliare il ventaglio di interazioni non covalenti da sfruttare per il binding con gli acidi nucleici. La presenza di gruppi aminici carichi ha, infatti, permesso di sfruttare non solo le interazioni elettrostatiche, ma anche la formazione di legami idrogeno. Sono iniziati degli studi con questa nuova porfirina per determinare la sua capacità di funzionare come induttore, stabilizzatore e probe per la forma Z del DNA (D’Urso et al. JIB 2017).

L’interesse per le conformazioni più rare del DNA mi ha portato a studiare le interazioni delle porfirine con la struttura G-quadruplex sia di telomeri umani, che di sequenza aptameriche. Questi studi sono condotti in collaborazione con la Prof. Liliya Yatsunyk dello Swarthmore College in Pennsylvania e con il gruppo del Professore Piccialli dell’Università Federico II di Napoli. La porfirina con i pendagli sperminici è in grado di stabilizzare la conformazione quadruplex del telomero umano Tel22, mentre, con sequenze più piccole aptameriche, sembra indurre sovrastrutture di G-quadruplex (D’Urso et al. PCCP 2017).

E’ stata, inoltre, aperta una nuova linea di ricerca volta allo studio delle porfirine come inibitori del proteasoma. Il principale obiettivo del progetto è quello di utilizzare le porfirine, molecole già in uso in campo medico in PDT e nella NBCT, come unico farmaco multitarget. Inizialmente, è stato condotto uno screening di alcuni sistemi molecolari porfirinici, mediante una caratterizzazione per via spettroscopica e biologica, per valutare la capacità delle diverse molecole di inibire il core catalitico 20S e l'intero complesso 26S. (D’Urso et al. JACS 2012). La molecola che, ai saggi di inibizione enzimatica, è risultata più promettente è stata caratterizzata più approfonditamente, tramite misure cinetiche, saggi biologici, spettri NMR e calcoli computazionale. (D’Urso et al. Chemical Science 2016) Al momento, sono in corso delle misure spettroscopiche volte all’utilizzo del dicroismo circolare come indicatore dei cambi conformazionali del proteasoma in seguito a stimoli esterni.