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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES OR MICRO-ORGANISMS (immunoassay G01N33/53); COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
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Parole Chiave
DNA TOPOISOMERASI I; MODELLISTICA MOLECOLARE; MUTANTI DI TOPOISOMERASI; CROMATINA; SINTESI CHIMICA ORGANICA; TRASCRIZIONE E REGOLAZIONE TRASCRIZIONALE; RICONOSCIMENTO MOLECOLARE; VELENI DELLE TOPOISOMERASI

DNA topoisomerasi I e sviluppo di nuovi inibitori.

Università degli Studi di Bologna
Abstract
Le DNA topoisomerasi regolano la topologia del DNA durante molti processi nucleari fondamentali. La topoisomerasi I eucariotica (Top1) è essenziale negli organismi multicellulari, ed è il bersaglio di efficaci agenti antitumorali come la camptotecina (CPT). L'enzima agisce accoppiando un' attività di rottura/ricongiunzione del DNA con la rotazione di un filamento intorno all'altro. CPT stabilizza l'intermedio covalente DNA-Top1 nel quale un filamento del DNA è tagliato e legato covalentemente a Top1. Sono state risolte le strutture cristalline dell'enzima umano che hanno permesso di ottenere importanti informazioni sul meccanismo catalitico e sul sito recettoriale della CPT e di altri farmaci. Comunque, il meccanismo di interferenza dei farmaci con il ciclo catalitico di Top1 non è ancora stabilito nei dettagli. La presente ricerca si propone di approfondire le relazioni struttura-funzione delle Top1 utilizzando un approccio altamente integrato e multidisciplinare di biologia molecolare, modellistica molecolare e chimica organica.
I nostri obbiettivi sono: 1. la definizione del ruolo funzionale di domini di Top1 nell'attività di rilassamento e rottura del DNA; 2. la definizione delle relazioni struttura-attività dei domini N-terminale e linker; 3. la definizione di altri ruoli principali di Top1 nella trascrizione e nella regolazione della trascrizione; 4. l'identificazione di un nuovo pathway molecolare attivato da CPT e dipendente dalla trascrizione; 5. la >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giovanni CAPRANICO Università degli Studi di BOLOGNA
Obiettivo del Programma di Ricerca
La topologia del DNA influenza importanti processi cellulari quali l'espressione genica. Superavvolgimenti negativi liberi possono favorire la formazione del complesso aperto dell'RNA polimerasi e quindi la trascrizione. Allo stesso tempo, la trascrizione può cambiare la topologia del DNA in seguito al movimento della RNA polimerasi che genera superavvolgimenti positivi a valle e negativi a monte del suo procedere. Un tratto di cromatina è soggetto anche ad altri stress topologici in seguito alla periodica rimozione di nucleosomi o alla modulazione della struttura cromatinica in regioni genomiche attivamente trascritte. La trascrizione e la topologia del DNA sono reciprocamente influenzate, fornendo così un meccanismo di regolazione della trascrizione basato sulla modulazione dei superavvolgimenti del DNA. La topologia del DNA è regolata dalle DNA topoisomerasi in tutti gli organismi viventi. La DNA topoisomerasi I (Top1) modula i superavvolgimenti liberi nelle cellule degli eucarioti ed è stato dimostrato avere un ruolo nell'espressione genica in lievito, Drosophila e cellule umane. Comunque, i ruoli specifici di Top1 nella regolazione della trascrizione rimangono ancora da chiarire.
Top1 è anche il bersaglio di efficaci farmaci antitumorali quali la camptotecina (CPT). Sono state di recente risolte ai raggi X le strutture cristalline della Top1 umana senza l'N-terminale, anche in complessi macromolecolari con un frammento di DNA, fornendo informazioni strutturali >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La topologia del DNA influenza processi fondamentali e le DNA topoisomerasi (Top) costituiscono una numerosa classe di enzimi che regolano i superavvolgimenti del DNA in tutte le specie viventi. Cambiamenti nella topologia del DNA sono richiesti per tutti i processi DNA-dipendenti quali replicazione, trascrizione, ricombinazione, riparazione del DNA, rimodellamento della cromatina, condensazione e segregazione dei cromosomi (1-9). Poiché le estremità del DNA non sono libere di ruotare, le Top devono tagliare i filamenti durante il ciclo catalitico per ridurre i superavvolgimenti, e questa proprietà enzimatica è stata sfruttata durante l'evoluzione come meccanismo di difesa di microbi e piante. Infatti, numerosi composti naturali sono in grado di inibire o bloccare le Top, trasformando tali enzimi in tossine che danneggiano il DNA. Tali composti hanno una rilevante attività terapeutica nelle malattie infettive ed oncologiche.
Le Top sono classificate in base a struttura e meccanismo d'azione: gli enzimi di tipo I producono rotture a singolo filamento, e trasportano un segmento di DNA attraverso la rottura (tipo I-A) oppure consentono la rotazione del filamento rotto attorno a quello intatto (tipo I-B); gli enzimi di tipo II trasportano una doppia elica attraverso una rottura di entrambi i filamenti di un'altra doppia elica. Negli eucarioti vi sono molteplici Top con funzioni specializzate. Nell'uomo sono note sei Top: due di tipo I-B (Top1 nucleare e mitocondriale) >>>