Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
Lipocaline
1) Akerstrom, B., Flower, D.R. and Salier, J-P (2000). Lipocalins: unity in diversity. Biochim. Biophys. Acta 1482, 1-8.
a) Siero albumina
a1 - Peters, T. Jr. (1996) All about Albumin. Biochemistry, Genetics and Medical Applications. Acad. Press, San Diego.
a2 - Carter, D.C., He, X.M., Munson, S.H., Twigg, P.D., Gernert, K.M., Broom, M.B., Miller, T.Y. (1989). Three-dimensional structure of human serum albumin. Science 244, 1195-1198.
a3 - Carter, D.C., and Ho, J.X. (1994). Structure of serum albumin. Adv. Protein Chem. 45, 153-203.
a4 - Curry, S., Mandelkow, H., Brick, P., Franks, N.(1998). Crystal structure of human serum albumin complexed with fatty acid reveals an asymmetric distribution of binding sites. Nat. Struct. Biol. 5, 827-835.
a5 - Petitpas I.I., Bhattacharya, A.A., Twine, S., East, M., and Curry, S. (2001).Crystal structure analysis of warfarin binding to human serum albumin: anatomy of drug site J.Biol.Chem., 22804-22809.
b) Beta Lattoglobulina
b1 - Sawyer, L. and Kontopidis, G. (2000). The core lipocalin, bovine beta lactoglobulin. Biochim. Biophys. Acta 1482, 136-148.
b2 - Brownlow, S., Morais Cabral, J.H., Cooper, R., Flower, D.R., Yewdall, S.J., Polikarpov, I., North, A.C.T. & Sawyer, L. (1997). Bovine beta-Lactoglobulin at 1.8 A resolution - still an enigmatic lipocalin. Structure 5, 481-495.
b3 - Qin, B.Y., Bewley, M.C., Creamer, L. K., Baker, M.H., Baker, N.E. & Jameson, G.B. (1998). Structural basis of the Tanford Transition of Bovine beta-Lactoglobulin. Biochemistry 37, 14014-14023.
b4 - Wu, S.Y., Perez, M.D., Puyol, P. and Sawyer, L. (1999) Beta-Lactoglobulin binds palmitate within its central cavity. J. Biol. Chem.,274, 170-174.
b5 - Ragona L., Fogolari F., Catalano M., Ugolini R., Zetta L. and Molinari H. (2003) EF loop conformational change triggers ligand binding in beta-lactoglobulins. J Biol Chem. 278, 38840-38846.
b6 - Ragona, L., Fogolari, F., Romagnoli, S., Zetta, L., Maubois, J.L. and Molinari, H. (1999) Unfolding and Refolding of bovine beta-Lactoglobulin Monitored by Hydrogen Exchange measurements. J. Mol. Biol., 293, 953-969.
c) Alfa 1 microglobulina
c1 - Akerstrom, B., Logddberg, L., Berggard, T., Osmark, P. and Lindqvist, A. (2000). Alpha1 microglobulin: a yellow-brown lipocalin. Biochim. Biophys. Acta 1482, 172-184.
c2 - Akerstrom, B. and Logddberg, L. (1990). An intriguing member of the lipocalin protein family: alpha 1-microglobulin. Trends in Biochem. Sci. 15, 240-243.
c3 - Berggard, T., Cohen, A., Persson, P., Lindqvist, A., Cedervall, T., Silow, M., Thogersen, I. B,, Jonsson, J. .A, Enghild, J.J., Akerstrom,B. (1999). Alpha1-microglobulin chromophores are located to three lysine residues semiburied in the lipocalin pocket and associated with a novel lipophilic compound. Protein Science 8, 2611-2620.
c4 - Amoresano A., Minchiotti L., Cosulich E. M., Campagnoli M., Pucci P., Andolfo A., Gianazza E. and Galliano M. (2000). Structural Characterization of the oligosaccharide chains of human alpha-1 microglobulin from urine and amniotic fluid. Eur. J. Biochem. 267, 1-9.
d) Apolipoprotein D
d1 - Weech P.K., Provost P., Tremblay N.M., Camato R.N., Milne R.W., Marcel Y.L..and Rassart E. (1991). Apolipoprotein D -- an atypical apolipoprotein. Prog. Lipid Res., 30, 259-266.
d2 - Rassart E., Bedirian A., Do Carmo S., Guinard O., Sirois J., Terrisse L. and Milne R. (2000). Apolipoprotein D. Biochim. Biophys. Acta, 1482, 185-198.
d3 - Goessling W.and Zucker S.D.(2000). Role of apolipoprotein D in the transport of bilirubin in plasma. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 279, G356-65.
d4 - Morais Cabral J.H., Atkins G.L., Sanchez L.M., Lopez-Boado Y.S., Lopez-Otin C. and Sawyer L. (1995). Arachidonic acid binds to apolipoprotein D: implications for the protein's function. FEBS Lett. 366, 53-56.
d5 - Zeng C., Spielman A.I., Vowels B.R., Leyden J.J., Biemann K.and Preti G. (1996). A human axillary odorant is carried by apolipoprotein D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 6626-6630.
d6 - Mahadik S.P., Khan M.M., Evans D.R.and Parikh V.V. (2002). Elevated plasma level of apolipoprotein D in schizophrenia and its treatment and outcome. Schizophr. Res. 58, 55-62.
e) Prostaglandin D synthase (beta trace)
e1 - Peitsch, M.C. and Boguski, M.S. (1991). The first lipocalin with enzymatic activity. TIBS 16, 363.
e2- Urade, U.,and Hayaishi, O. (2000). Prostaglandin D synthase: structure and function. Vitamins and Hormones, 56, 89-120.
e3- Urade, Y. and Hayaishi, O (2000). Biochemical, structural, genetic, physiological and pathophysiological features of lipocalin-type prostaglandin D synthase. Biochim. Biophys. Acta 1482, 259-271.
e4 - Hoffmann, A., Conradt, H.S., Gross, G., Nimtz, M., Lottspeich, F. and Wurster, U. (1993). Purification and chemical characterization of beta-trace protein from human cerebrospinal fluid: its identification as prostaglandin D Synthase.
f) Fatty acid-binding protein (basica) da fegato di pollo
f1 - Banaszak, L., Winter, N., Xu, Z., Bernlohr, D. A., Cowan. S. and Jones, T. A. (1994). Lipid-binding proteins: a family of fatty acid and retinoid transport proteins. Advances in Protein Chemistry 45, 89-151.
f2 - Thompson, J., Reese Wagoner, A. and Banaszak, L. (1999) . Liver fatty acid binding protein: species variation and the accomodation of different ligands. Biochim. Biophys. Acta 1441, 117-130.
f3 - Scapin, G., Spadon, P., Pengo, L., Mammi, M., Zanotti, G. and Monaco, H. L. (1988). Chicken liver basic fatty acid-binding protein (pI=9.0). Purification, crystallization and preliminary X-ray data. Febs Lett. 240, 196-200.
f4 - Scapin, G., Spadon, P., Mammi. M., Zanotti, G. and Monaco, H. L. (1990). Crystal structure of chicken liver basic fatty acid-binding protein at2.7 A resolution. Mol. and Cell. Biochem. 98, 95-99.
f5 - Ceciliani, F., Monaco, H. L., Ronchi, S., Faotto, L. and Spadon, P. (1994). The primary structure of a basic (pI 9.0) fatty acid-binding protein from liver of Gallus domesticus. Comp. Biochem. Physiol. 109B, 261-271.
f6 - Lücke, C., Zhang, F., Hamilton, J.A., Sacchettini, J.C. and Rüterjans, H. (2000). Solution structure of ileal lipid binding protein in complex with glycocholate. Eur. J. Biochem. 267, 2929-2938.
f7 - Kurz, M., Brachvogel, V., Matter, H., Stengelin, S., Thuring, H. and Kramer, W. (2003). Insights into the bile acid transportation system: The human ileal lipid-binding protein-cholyltaurine complex and its comparison with homologous structures. Proteins: Structure, Function, and Genetics. 50, 312-328.
g) Riboflavin-binding protein
g1 - White, H. B. III & Merrill A. H. Jr. (1988). Riboflavin-binding proteins. Ann. Rev. Nutr. 8: 279-299 (1988)
g2 - Monaco H.L (1997). Crystal Structure of chicken riboflavin-binding protein. The EMBO J. 18, 1475-1483.
g3 - Monaco H. L. (2002). Riboflavin-binding protein in Wiley Encyclopedia of Molecular Medicine, Thomas E. Creighton editor., 2807-10. John Wiley & Sons.
h) Intrinsic Factor
h1) Seetharam B.and Bose S., Li N. (1999). Cellular import of cobalamin (Vitamin B-12). J Nutr., 129, 1761-1764.
h2) Brada N., Gordon M.M., Wen J.and Alpers D.H. (2001). Transfer of cobalamin from intrinsic factor to transcobalamin II. J. Nutr. Biochem., 12, 200-206
h3) Fedosov S.N., Berglund L., Fedosova N.U., Nexo E. and Petersen T.E. (2002). Comparative analysis of cobalamin binding kinetics and ligand protection for intrinsic factor, transcobalamin, and haptocorrin. J. Biol. Chem. 277, 9989-9996.
h4) Lindblom A., Quadt N., Marsh T., Aeschlimann D., Morgelin M., Mann K., Maurer P.and Paulsson M. (1999). The intrinsic factor-vitamin B12 receptor, cubilin, is assembled into trimers via a coiled-coil alpha-helix. J. Biol. Chem., 274, 6374-6380.
i) Astaxanthin-binding protein
i1) Zagalsky P.F. and Herring P.J. (1997). Studies on the blue astaxanthin-proteins of Velella velella (Coelenterata: Chondrophora). Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.279, 289-326.
Parole Chiave
CRISTALLOGRAFIA; RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE; ANALISI DI SEQUENZE; SPETTROMETRIA DI MASSA; MODELLISTICA MOLECOLARE; ELETTROFORESI NON CONVENZIONALE; PROTEINE DI TRASPORTO; MOLECOLE IDROFOBICHE; LIPOCALINE

Studi strutturali su proteine che legano molecole idrofobiche

Università degli Studi di Verona
Abstract
Il programma riguarda la caratterizzazione a livello molecolare di una famiglia di proteine che hanno in comune la funzione di legare molecole lipofile e verra' condotto combinando metodologie che sono in grado di fornire informazioni strutturali molto dettagliate, quali la cristallografia a raggi X, tecniche spettroscopiche, in modo particolare NMR, la spettrometria di massa, tecniche elettroforetiche non convenzionali e la determinazione della sequenza aminoacidica. Le proteine prese in esame sono rappresentative di un numero molto limitato di folds differenti e, per due di questi, nell'elenco vi e' piu' di una proteina. Inoltre uno degli aspetti presi in esame riguarda il ruolo cruciale svolto da alcune delle proteine di questo gruppo nell'importante funzione di trasporto di vitamine nei vertebrati. Il nostro programma prevede lavoro sperimentale su due trasportatori di vitamine : la riboflavin-binding protein e il fattore intriseco, trasportatore della vitamina B12 (cobalamina).

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Ugo Luigi MONACO Università degli Studi di VERONA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Questo programma di ricerca e' la continuazione di una proposta gia' finanziata tre volte nell'ambito dei PRIN e quindi le diverse unita' operative hanno stabilito collaborazioni consolidate che hanno gia' prodotto risultati apprezzabili nel campo. Lo scopo di questo programma di ricerca e' stato ed e' quello di combinare tecniche diverse e complementari disponibili presso le unita' partecipanti e di applicarle allo studio delle interazioni fra alcune proteine che hanno la proprieta' di legare piccole molecole idrofobiche e ligandi specifici o composti ad essi strutturalmente correlati. Le tecniche disponibili sono quelle piu' utilizzate dalla moderna analisi strutturale delle macromolecole biologiche e cioe' la cristallografia a raggi X, la spettroscopia NMR, UV, visibile e di fluorescenza, la spettrometria di massa, il mappaggio di epitopi ed altri metodi immunologici oltre ai metodi elettroforetici sofisticati e ai metodi chimici convenzionali di sequenza. Le proteine scelte, che nell'evolversi del programma hanno visto la sostituzione di alcuni membri della lista con altri nuovi, rappresentano un ampio spettro di proteine leganti molecole idrofobiche e sono oggetto di intensa attivita' di ricerca da parte di molti gruppi importanti di tutto il mondo. In questo progetto verranno studiate le proprieta' della siero albumina umana, che costituisce probabilmente l'esempio piu' studiato di proteina di trasporto. La nostra lista comprende inoltre quattro lipocaline, membri di >>>

Risultati parziali attesi
a) Albumina.
La caratterizzazione della modificazione post-traduzionale dell'abumina isolata dal liquido amniotico verrà inizialmente condotta sulla base dell'ipotesi che il composto legato sia un derivato del metabolismo del triptofano. Al termine del primo anno questa ipotesi sarà stata verificata e, se risulterà vera, anche la definizione delle proprietà strutturali dell'addotto sarà completata. Se invece i dati riveleranno una modificazione differente durante la prima fase avremo completato con analisi spettrofotometriche UV-vis di fluorescenza e CD la definizione delle sue proprietà ottiche. Inoltre l'indagine mediante spettrofotometria di massa dei frammenti triptici della proteina avrà individuato quelli coinvolti e saranno disponibili informazioni sul ligando. Prevediamo di definire sia i difetti molecolari che causano analbuminemia ed ipoalbuminemia, se quest'ultima è una condizione congenita, sia le sostituzioni aminoacidiche delle bisalbumine isolate dai campioni di siero pervenuti.
b) Beta-Lattoglobulina.
Durante la prima fase ci aspettiamo di produrre le beta-lattoglobuline bovina e porcina (BLG, PLG) doppiamente arricchite (13C e 15). Contiamo inoltre di avere a disposizione tutti i mutanti descritti nel progetto oltre ai nuovi selezionati sulla base dei risultati di folding e interazione. Pensiamo inoltre di completare la determinazione della struttura tridimensionali, tramite NMR e simulazioni di dinamica molecolare, di PLG >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La partecipazione di metaboliti idrofobici alle reazioni biochimiche che si svolgono in un ambiente acquoso richiede che essi vengano resi solubili in acqua e trasportabili nei vari compartimenti acquosi. Il meccanismo che si e' sviluppato nel corso dell'evoluzione si basa sul legame tra questi composti e proteine solubili. Pertanto la prima funzione di queste molecole, che di seguito indicheremo come proteine che legano molecole idrofobiche, e' quella di rendere possibile la disponibilita' di queste sostanze nell'ambiente acquoso dove sono necessarie. Nonostante la solubilizzazione ed il trasporto siano le funzioni piu' studiate e meglio definite delle proteine che legano molecole lipofile, esse non rappresentano sicuramente l'unico ruolo proposto per queste macromolecole. Per molte di esse infatti e' stata descritta la capacita' di riconoscere altre macromolecole e, in alcuni casi, quella di svolgere il ruolo di regolatori metabolici.
La siero albumina rappresenta il prototipo dei trasportatori di sostanze lipofile ed appartiene ad una famiglia di proteine i cui componenti non sono altrettanto noti. E' una delle proteine piu' studiate con la maggior parte delle tecnice chimico-fisiche disponibili (a1). La sua struttura tridimensionale e' stata risolta mediante diffrazione di raggi X (a2, a3) e le coordinate del modello dell'apoproteina e quelle del complesso con gli acidi grassi (a4) e con il warfarin (a5) sono state depositate. Le sue proprietà di legame nei >>>