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PROGRAMMA DI RICERCA 2005
italiano - english
Unità di Ricerca
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- 10 - Genomica strutturale di metalloproteine e delle loro interazioni funzionali
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
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: Sicilia
Bibliografia
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Parole Chiave
AGGREGAZIONE DI PROTEINE; CAMBIAMENTI CONFORMAZIONALI; SPETTROSCOPIA FTIR; SPETTROSCOPIA DI FLUORESCENZA; MICROSCOPIA A FORZA ATOMICA; SPETTROSCOPIA DI ASSORBIMENTO X; CALCOLI AB INITIO; RISONANZA PARAMAGNETICA ELETTRONICA; CALORIMETRIA DIFFERENZIALERuolo dei metalli nei processi di aggregazione di proteine
Università degli Studi di PalermoAbstract
Il progetto presentato ha come obiettivo lo studio degli effetti della presenza di ioni metallici sui processi di aggregazione di proteine. Dal punto di vista della ricerca di base, l'interesse di questo studio è legato alla comprensione dei meccanismi di interazione proteina-proteina mediata dal solvente. Vi è inoltre un notevole interesse biomedico, legato alla comprensione dei meccanismi che stanno alla base dei processi di aggregazione amiloide. Tali processi infatti sono fortemente influenzati, sia in vivo che in vitro, dalla presenza di ioni metallici.I processi di aggregazione di proteine sono il risultato di differenti meccanismi tra loro interconnessi, come ad esempio cambiamenti conformazionali e strutturali delle singole molecole proteiche, processi di nucleazione, interazioni proteina-proteina e conseguente formazione di legami intermolecolari. Tali meccanismi, che avvengono su differenti scale spazio-temporali, possono evolversi in più fasi e dipendono dalle condizioni fisico-chimiche del sistema in esame (temperatura, pH, concentrazione etc.). In particolare, è stato osservato che la presenza di ioni metallo (come Cu+2, Fe+3 e Zn+2) produce effetti significativi sui processi di unfolding e/o di aggregazione delle proteine.
I meccanismi attraverso i quali gli ioni metallici influenzano i processi di aggregazione delle proteine rimangono ancora in larga parte oscuri. Scopo del progetto è quello di studiare tali meccanismi >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Maurizio LEONE Università degli Studi di PALERMOObiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo del progetto è quello di studiare gli effetti della presenza di ioni metallici in soluzione sui processi di aggregazione di proteine. La rilevanza di questo studio è duplice: da una parte vi è un forte interesse biomedico, legato alla comprensione dei meccanismi che stanno alla base dei processi di aggregazione amiloide, che sono fortemente influenzati, sia in vivo che in vitro, dalla presenza di ioni metallici; vi è inoltre un interesse di ricerca di base, legato alla comprensione dei meccanismi di interazione proteina-proteina mediata dal solvente.Come riportato nella sezione relativa alla Base Scientifica del progetto, i processi di aggregazione si possano pensare come il risultato di differenti meccanismi su differenti scale gerarchiche, strettamente interconnessi tra di loro. Rimangono tuttavia molte domande ancora aperte, poiché la totalità di questi meccanismi, la loro gerarchia e le loro interconnessioni sono ancora ben lontane dall'essere chiari.
Alcune evidenze sperimentali riportate in letteratura sembrano indicare che il processo guida verso l'aggregazione sia dato da cambiamenti conformazionali che, partendo dalla conformazione nativa, portano la proteina verso strutture parzialmente unfolded. Questo, ad esempio, potrebbe provocare la parziale esposizione al solvente di gruppi apolari che nella conformazione nativa sono contenuti all'interno della matrice proteica, e darebbe luogo a nuove interazioni proteina-proteina non >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
I processi di aggregazione delle proteine sono stati oggetto di numerosi studi in vista della loro rilevanza in molti campi della ricerca scientifica e tecnologica, dalla medicina alle scienze alimentari. Grazie alle ricerche fin qui portate a compimento, è ormai largamente diffusa l'idea che questi processi coinvolgono differenti meccanismi come ad esempio cambiamenti conformazionali e strutturali delle singole molecole proteiche, processi di nucleazione, interazioni proteina-proteina e conseguente formazione di legami intermolecolari. Tali meccanismi che avvengono su differenti scale spazio-temporali possono evolversi in più fasi ed essere interconnessi. [M.Manno et al. 2004 ;P.L. San Biagio et al 1999, V. Militello et al. 2003].Dal punto di vista della singola molecola proteica, l'eterogeneità conformazionale e la capacità di esplorare un gran numero di minimi di energia libera (sottostati conformazionali) costituiscono la chiave per la comprensione della sorprendente versatilità delle proteine coinvolte in una vasta gamma di differenti attività funzionali. Insieme ad uno specifico arrangiamento strutturale, le proteine mostrano una grande varietà di moti, come fluttuazioni locali di singoli atomi o riarrangiamenti strutturali di ampio respiro, che avvengono su scale di tempi molto diverse, dai picosecondi ai minuti, o anche ai giorni. La dinamica delle proteine risulta dominata da moti di tipo armonico a bassa temperatura (all'incirca sotto i 180 K) e da >>>
