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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
NUCLEO; PARTNERS DI PROTEINE NUCLEARI; DOMINI NUCLEARI; FOSFOLIPASI C; FOSFOINOSITIDE 3-CHINASI; PROTEIN CHINASI C; PROTEOMICA FUNZIONALE; PROTEINA CHINASI AKT/PKB; TRASDUZIONE DEL SEGNALE

RUOLO DELLE INTERAZIONI PROTEINA-PROTEINA NEL SIGNALLING NUCLEARE LIPIDE-DIPENDENTE: APPROCCIO DI PROTEOMICA FUNZIONALE.

Università degli Studi di Bologna
Abstract
Negli eucarioti, l'attivazione delle cascate di trasduzione del segnale richiede interazioni multiple al fine di costituire complessi proteina-proteina e proteina-lipide in specifici siti all'interno della cellula. Questo processo è controllato mediante fosforilazione a livello di residui di serina, treonina o tirosina, che regolano direttamente o indirettamente le interazioni molecolari tra proteine, spesso tramite la fosforilazione dei domini di legame, o mediante la produzione di fosfoinositidi (PIs). Per comprendere i meccanismi regolativi ed il ruolo fisiologico dei sistemi di trasduzione del segnale è necessario identificare i compartimenti intracellulari nei quali i processi si svolgono.
Le evidenze sperimentali accumulatesi negli ultimi 10 anni, che dimostrano l'esistenza di un sistema nucleare autonomo di trasduzione del segnale basato su lipidi, risultano assai significative e suggestive. Infatti, il ciclo lipidico nucleare non rappresenta un mero duplicato della sua controparte a livello della membrana plasmatica. Di fatto, è stato dimostrato che, all'interno del nucleo, sono costitutivamente presenti alcuni componenti chiave del sistema di trasduzione del segnale inositide-dipendente, quali polifosfoinositidi, PI-PLCs e PI chinasi, mentre altri, quali le PKCs, la PI 3 chinasi e Akt/PKB, risiedono nel citoplasma, matraslocano nel nucleo in caso di attivazione cellulare.
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Riuscire ad identificare i substrati fosforilabili in vivo >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Nadir Mario MARALDI Università degli Studi di BOLOGNA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il programma si basa sulla cooperazione di 5 Unita' di ricerca: Unita' 1, Bertagnolo, Unita' 2, Cataldi, Unita' 3, De Pol, Unita' 4, Manzoli, Unita' 5, Maraldi. Scopo comune delle Unita' e' l'identificazione di partner di legame dei componenti del ciclo nucleare degli inositidi e dei microdomini nucleari nei quali avvengono tali interazioni.
La progressiva caratterizzazione del sistema di trasduzione del segnale basato sul ciclo nucleare degli inositidi, che ha portato alla identificazione delle molteplici isoforme enzimatiche coinvolte e della loro precisa localizzazione, richiede nuovi approcci metodologici e concettuali per comprendere fino in fondo il significato funzionale di tale sistema e le sue implicazioni nei meccanismi fisiologici e patogenetici. La proteomica combina le metodiche convenzionali di co-immunoprecipitazione, pull-down o far-western con quelli della elettroforesi bidimensionale e di spettrometria di massa, al fine di identificare proteine e peptidi che interagiscono come partner di segnale, ovvero vengono espressi in maniera specifica in condizioni diverse. Inoltre, la bioinformatica può identificare con un ottimo grado di precisione domini modulari di segnale all'interno di sequenze proteiche; l'impiego combinato della bioinformatica con uno screenig mediante una libreria peptidica orientata, consentirà di prevedere possibili substrati di proteine chinasi o partner putativi per domini di legame attraverso l'individuazione di motivi specifici >>>

Risultati parziali attesi
Con cadenza trimestrale si prevedono incontri delle Unita' operative per definire lo stato di avanzamento del programma. Siamo avvantaggiati in questo dal fatto che le Unità di ricerca hanno gia' da tempo in atto collaborazioni, come si può evincere dai lavori scientifici dei responsabili di unità. Come risultato parziale si prevede 1)di identificare un pool di probabili molecole di associazione o substrati di PKC, Akt/PKB, PLC beta attraverso uno screening bioinformatico; 2) si prevede di ottenere l'identificazione delle proteine che in vivo legano le molecole di segnale sopra citate, elaborando le indicazioni di cui alla fase 1 insieme ai risultati di saggi convenzionali di immunoblotting o immunoprecipitazione con anticorpi anti-substrato, e successiva analisi proteomica fino alla completa identificazione della molecola.
Nel complesso, il raggiungimento di questi risultati migliorera' grandemente le attuali conoscenze sui meccanismi che nel nucleo presiedono alla regolazione del ciclo degli inositidi e delle proteine ad esso correlate.Come nella prima fase con cadenza trimestrale si svolgeranno incontri tra le unità operative per definire lo stato di avanzamento del progetto. Ci attendiamo di identificare le interazioni tra emerina o lamina A/C e componenti della via di trasduzione del segnale nucleare correlata ai fosfoinositidi quali PKC e Akt nonchè il coinvolgimento dell'actina nucleare nella ridistribuzione e attivazione della PLC-beta 2 nel nucleo e il >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L'attivazione di vie di trasduzione del segnale nelle cellule eucariotiche richiede l'assemblaggio di complessi proteina-proteina e lipide-proteina localizzati in siti cellulari specifici. Il processo è modulato tramite chinasi che fosforilano residui di serina, treonina o tiroxina di proteine coinvolte direttamente nelle interazioni proteina-proteina, spesso mediante domini di legame fosfopeptidici, e tramite la produzione di specifiche classi di lipidi quali i fosfoinositidi (PIs). La conoscenza del ruolo fisiologico e dei meccanismi di regolazione dei sistemi di trasduzione del segnale richiede l'identificazione dei domini subcellulari coinvolti. Negli ultimi 10 anni si sono accumulate evidenze sperimentali che dimostrano l'esistenza di un sistema autonomo di trasduzione del segnale basato sugli inositidi nucleari che probabilmente interagiscono con partner proteici che posseggono funzioni strutturali, la cui identificazione risulta necessaria per chiarire il ruolo del sistema di trasduzione nucleare nella modulazione di funzioni fisiologiche o la cui alterazione può essere implicata in meccanismi patogenetici.

LA CONTROPARTE NUCLEARE DELLA VIA CITOPLASMATICA DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE DEGLI INOSITIDI
i) I FOSFATIDILINOSITIDI NUCLEARI. Smith e Wells (1), per primi, dimostrarono che, incubando nuclei di fegato di ratto con gamma-32P-ATP, si otteneva la marcatura di un pool endogeno di PtdOH, PtdIns(4)P e PtdIns(4,5)P2. Ciò indicava la presenza nel >>>