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PROGRAMMA DI RICERCA 2004
italiano - english
Unità di Ricerca
- Università degli Studi di BARI
FARMACO BIOLOGICO
BARI(BA) - Università degli Studi della BASILICATA
CHIMICA
POTENZA(PZ) - Università degli Studi di LECCE
SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI
LECCE(LE) - Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata"
BIOLOGIA
ROMA(RM) - Università della CALABRIA
FARMACOBIOLOGICO
ARCAVACATA DI RENDE(CS)
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Struttura e biogenesi di proteine di trasporto dei mitocondri
- 2 - Caratterizzazione strutturale e funzionale del trasportatore umano degli amminoacidi eccitatori di tipo 2 (EAAT2) e della sua interazione con nuovi ligandi di interesse farmaceutico
- 3 - Proprieta’ strutturali e attivita’ funzionale di un complesso proteico modificante la cromatina nell’uomo
- 4 - La rete di Interazioni fra proteine coniugate a Nedd8 o mono-ubiquitina ed i loro recettori
- 5 - Identificazione di nuovi trasportatori mitocondriali nell'uomo
- 6 - Studi strutturali su proteine che legano molecole idrofobiche
- 7 - Genomica funzionale di proteine citoscheletriche: evoluzione molecolare, proprietà strutturali e adattamento molecolare nella superfamiglia delle tubuline.
- 8 - IDENTIFICAZIONE DELLA FUNZIONE DI GENI CODIFICANTI NUOVI TRASPORTATORI MITOCONDRIALI: OVER-ESPRESSIONE, CARATTERIZZAZIONE FUNZIONALE E RUOLO FISIOLOGICO
- 9 - STRUTTURA, RUOLO FUNZIONALE E PROPRIETA' ANTIMICROBICHE DELLE CIANOVIRINE EUCARIOTICHE
- 10 - Ricostituzione in liposomi di sistemi di trasporto di membrana plasmatica per la glutammina ed altri amminoacidi: un modello sperimentale per lo studio della funzione e della regolazione di proteine native ed over-espresse.
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze biologiche
Classificazione brevettuale
- CHEMISTRY; METALLURGY
- ORGANIC CHEMISTRY (such compounds as the oxides, sulfides, or oxysulfides of carbon, cyanogen, phosgene, hydrocyanic acid or salts thereof C01; products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds C01B33/44; macromolecular compounds C08; dyes C09; fermentation products C12; fermentation or enzyme-using processes to synthesise a desired chemical compound or composition or to separate optical isomers from a racemic mixture C12P; production of organic compounds by electrolysis or electrophoresis C25B3/00, C25B7/00)
- PEPTIDES (peptides in foodstuffs A23; obtaining protein compositions for foodstuffs, working-up proteins for foodstuffs A23J; preparations for medicinal purposes A61K; peptides containing beta-lactam rings C07D; cyclic dipeptides not having in their molecule any other peptide link than those which form their ring, e.g. piperazine-2,5-diones, C07D; ergot alkaloids of the cyclic peptide type C07D519/02; macromolecular compounds having statistically distributed amino acid units in their molecules, i.e. when the preparation does not provide for a specific; but for a random sequence of the amino acid units, homopolyamides and block copolyamides derived from amino acids C08G69/00; macromolecular products derived from proteins C08H1/00; preparation of glue or gelatine C09H; single cell proteins, enzymes C12N; genetic engineering processes for obtaining peptides C12N15/00; compositions for measuring or testing processes involving enzymes C12Q; investigation or analysis of biological material G01N33/00)
- ORGANIC CHEMISTRY (such compounds as the oxides, sulfides, or oxysulfides of carbon, cyanogen, phosgene, hydrocyanic acid or salts thereof C01; products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds C01B33/44; macromolecular compounds C08; dyes C09; fermentation products C12; fermentation or enzyme-using processes to synthesise a desired chemical compound or composition or to separate optical isomers from a racemic mixture C12P; production of organic compounds by electrolysis or electrophoresis C25B3/00, C25B7/00)
Classificazione geografica
- Regione: Puglia
Bibliografia
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41. V. Stipani, A.R. Cappello, L. Daddabbo, D. Natuzzi, D.V. Miniero, I. Stipani and F. Palmieri (2001) Biochemistry 40, 15805-15810
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45. Zara, V., Rassow, J., Wachter, E., Tropschug, M., Palmieri, F., Neupert, W. and Pfanner, N. (1991) Eur. J. Biochem. 198, 405-410.
46. Zara, V., Ferramosca, A., Palmisano, I., Palmieri, F. and Rassow, J. (2003) J. Mol. Biol. 325, 399-408.
47. Zara, V., Palmisano, I., Rassow, J. and Palmieri, F. (2001) J. Mol. Biol. 310, 965-971.
Parole Chiave
TRASPORTATORI MITOCONDRIALI; STRUTTURA DI PROTEINE; MUTAGENESI SITO-DIRETTA; NMR; MARCATURA DI SPIN SITO-DIRETTA; GENI DI NUOVI TRASPORTATORI; BIOGENESI DEI CARRIER MITOCONDRIALI; LEGAME TRA CISTEINEStruttura, funzione e biogenesi dei trasportatori mitocondriali per metaboliti
Università degli Studi di BariAbstract
Il presente progetto di ricerca è inteso a studiare la struttura, le relazioni struttura-funzione e la biogenesi dei carrier mitocondriali, e a identificare nuovi membri della stessa famiglia di proteine.Mediante una stretta collaborazione di 5 unità di ricerca con specifiche competenze, questo progetto utilizzerà una combinazione di tecniche biochimiche e biofisiche che fanno uso di sonde specifiche incorporate (mediante mutazioni sito-dirette) in posizioni strategiche delle molecole dei carrier mitocondriali e in particolare del carrier del chetoglutarato (OGC). L'unità di F. Palmieri mutagenizzerà amminoacidi singoli di carrier mitocondriali come l'OGC e il trasportatore della carnitina/acilcarnitine, iniziando da quelli dei domini transmembrana I-VI, allo scopo di identificare i residui che sono essenziali per l'attività di trasporto. Questa unità preparerà anche plasmidi e mutanti (singoli-Cys, doppi-Cys, mutanti contenenti un triptofano e una cisteina) che saranno messi a disposizione delle altre unità partecipanti a questo progetto. Tutti i mutanti saranno espressi in E. coli, purificati, incorporati in liposomi ed analizzati per l'attività di trasporto. I mutanti singoli-Cys ricostituiti nei liposomi saranno saggiati per loro sensibilità a reagenti SH permeabili e impermeabili, in presenza o assenza di substrati o inibitori. Inoltre, sarà misurato il legame di [14C]N-etilmaleimide ai mutanti in presenza o assenza di altri reagenti SH, substrati o inibitori >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Ferdinando PALMIERI Università degli Studi di BARIObiettivo del Programma di Ricerca
La struttura secondaria e terziaria dei carrier mitocondriali, come quella della maggior parte delle proteine di membrana, non è ancora nota. Di conseguenza, il livello di compressione del loro meccanismo di funzionamento a livello molecolare è molto scarso, quasi inversamente proporzionale alla loro importanza in biologia. Anche il processo di "import" dei carrier mitocondriali dal citoplasma ai mitocondri (biogenesi) è poco noto. Inoltre, dal sequenziamento del genoma di vari organismi sono emersi nuovi membri della famiglia dei carrier mitocondriali (e cioè proteine di cui non si conosce la funzione ma che sicuramente appartengono alla famiglia dei carrier mitocondriali perché hanno tutte le caratteristiche della loro struttura primaria).L'obiettivo di questo progetto di ricerca è acquisire informazioni strutturali sui carrier mitocondriali, in particolare sui loro domini transmembrana, studiare alcune importanti relazioni struttura-funzione e la biogenesi dei carrier mitocondriali, e identificare la funzione (i substrati trasportati) di nuovi membri della famiglia dedotti dal sequenziamento del genoma di vari organismi. Si perseguirà questo obiettivo tramite una stretta collaborazione tra 5 unità di ricerca che hanno specifiche competenze, sono dislocate in diverse università italiane ed hanno già collaborato tra loro. I risultati finora ottenuti da queste unità rappresentano il punto di partenza delle attività di ricerca del presente progetto, i cui scopi >>>
Risultati parziali attesi
1. Costruzione di plasmidi per l'espressione di carrier mitocondriali normali e carrier mitocondriali con mutazioni di singoli aminoacidi (per esempio con cisteina).2. Identificazione di residui essenziali per l'attività di trasporto dei carrier mitocondriali, in particolare del carrier del chetoglutarato e del trasportatore della carnitina/acilcarnitine.
3. Identificazione della funzione (substrati trasportati) di almeno 3 nuovi carrier mitocondriali.
4. Struttura dei domini transmembrana II e VI del carrier del chetoglutarato mediante EPR.
5. Struttura dei domini transmembrana II e VI del carrier del chetoglutarato mediante NMR.
6. Primi risultati sulle interazioni e distanze tra domini transmembrana mediante esperimenti di cross-linking.
7. Identificazione del ruolo delle presequenze dei carrier mitocondriali nelle interazioni degli stessi con le proteine delle membrane mitocondriali responsabili del loro import (biogenesi dei carrier mitocondriali).1. Costruzione di altri plasmidi per l'espressione di carrier mitocondriali normali e mutati.
2. Identificazione di altri residui essenziali per l'attività di trasporto dei carrier mitocondriali, in particolare del carrier del chetoglutarato e del trasportatore della carnitina/acilcarnitine
3. Identificazione della funzione (substrati trasportati) di almeno altri 3 nuovi carrier mitocondriali.
4. Struttura dei domini transmembrana I, III e V del carrier del >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Più di un quinto di tutte le proteine sono proteine transmembrana, che attraversano varie volte la membrana con la loro catena polipeptidica. Le proteine transmembrana sono responsabili di molte importanti funzioni, tra le quali quelle di trasportare molecole verso l'interno e l'esterno di cellule o organuli cellulari. Nonostante la loro importanza, solo in pochissimi casi è nota la loro struttura ad alta risoluzione. Di conseguenza, il loro livello di comprensione per quanto riguarda il loro meccanismo a livello molecolare è molto scarso, quasi inversamente proporzionale alla loro importanza in biologia. Questa situazione dipende dal fatto che le proteine di membrana in genere, e le proteine di trasporto in particolare, sono molto difficilmente cristallizzabili e caratterizzabili strutturalmente con mezzi tradizionali, a causa della loro idrofobicità e in molti casi della loro natura metastabile.I trasportatori o carrier mitocondriali (CM) sono una famiglia di proteine di membrana che sono localizzate, con una sola eccezione, nelle membrane interne dei mitocondri (1). La loro comune funzione è quella di collegare il citosol e i mitocondri catalizzando il passaggio di un gran numero di soluti attraverso la membrana interna dei mitocondri. Questo legame è indispensabile, perché molti processi fisiologici richiedono la partecipazione di reazioni enzimatiche sia intra che extramitocondriali.
Sono substrati dei carrier mitocondriali anioni (come ADP/ATP >>>
