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PROGRAMMA DI RICERCA 2007
italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze chimiche
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)
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL (by metallising textiles D06M11/83; decorating textiles by locally metallising D06Q1/04); CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (for specific applications, see the relevant places, e.g. for manufacturing resistors H01C17/06); INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL (treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or electrophoresis C25D, C25F)
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (applying liquids or other fluent materials to surfaces in general B05; making metal-coated products by extrusion B21C23/22; covering with metal by connecting pre-existing layers to articles, see the relevant places, e.g. B21D39/00, B23K; working of metal by the action of a high concentration of electric current on a workpiece using an electrode B23H; metallising of glass C03C; metallising mortars, concrete, artificial stone, ceramics or natural stone C04B41/00; paints varnishes, laquers C09D; enamelling of, or applying a vitreous layer to, metals C23D; inhibiting corrosion of metallic material or incrustation in general C23F; single-crystal film growth C30B; manufacture of semiconductor devices H01L; manufacture of printed circuits H05K)
- 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)
- BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
Classificazione geografica
- Regione: Toscana
Parole Chiave
PROTEOMICA STRUTTURALE, COMPLESSI PROTEINA-PROTEINA, INTERAZIONI PROTEINA-PROTEINA MEDIATE DA IONI METALLICI, OMEOSTASI DEL RAME, SONDE PARAMAGNETICHE PER NMRGli ioni metallici nelle interazioni proteina-proteina
Università degli Studi di FirenzeAbstract
Gli ioni metallici sono essenziali per la vita. Si definisce metalloma l'insieme delle proteine che necessitano di ioni metallici per assumere il fold corretto e/o per espletare la loro funzione. La funzione di una proteina spesso si realizza attraverso interazioni proteina-proteina, che rappresentano il primo livello dell'interattoma.Gli ioni metallici possono giocare un ruolo determinante e peculiare in queste interazioni. Alcuni di questi aspetti saranno oggetto del presente progetto.
1) Gli ioni metallici possono far sì che si realizzi l'interazione fra due proteine distinte attraverso la formazione di legami tra uno stesso ione metallico e ciascuna proteina. Questo è ciò che avviene nel cosiddetto "metal trafficking", processo nel quale uno ione metallico viene trasferito da una proteina ad un'altra attraverso interazioni proteina-proteina mediate dal metallo. Lo ione metallico infine raggiunge la sua destinazione, spesso rappresentata da una metalloproteina. Dal "metal trafficking" dipende l'omeostasi dei metalli nella cellula e l'assemblaggio di sistemi proteici complessi, che hanno bisogno di metalli, quali la citocromo c ossidasi.
2) Il legame di ioni metallici ad una proteina può indurre variazioni conformazionali nella proteina stessa, innescando così una serie di interazioni proteina-proteina a cascata. Questo è quello che si verifica nel "signalling" metallo-dipendente, come nel >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Ivano Bertini Università degli Studi di FIRENZEObiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivo primario del progetto è di contribuire all'avanzamento delle conoscenze biologiche per quei processi cellulari in cui gli ioni metallici giocano in ruolo essenziale. Naturalmente questi studi richiedono un avanzamento delle metodologie di indagine. Le interazioni proteina-proteina sono essenziali e lo ione metallico può giocare un ruolo o naturale, mediando tali interazioni, o strumentale, come sonda per studiare tali interazioni, oppure entrambi i ruoli (mediatore e sonda). Il primo aspetto riguarda le interazioni proteina-proteina mediate dallo ione metallico, che avvengono ogni volta che uno ione metallico è accompagnato dall'esterno della cellula fino alla sua destinazione "finale" o destinazioni "intermedie" all'interno della cellula. Destinazioni finali possono essere definiti gli enzimi che hanno bisogno di ioni metallici per funzionare, o l'eliminazione del metallo dalla cellula. Destinazioni intermedie sono tutte quelle situazioni in cui lo ione metallico si trova prima della destinazione finale. Sembra ormai accertato che un buon numero di proteine è coinvolto nel trasporto del rame, del ferro, del nichel, ecc., vuoi per ottimizzare e rendere selettivo il processo, vuoi per non lasciare ioni liberi nella cellula, che potrebbero far avvenire reazioni sfavorevoli per la vita della cellula stessa. Proteine che cedono il metallo e che lo accettano devono interagire fra loro, ad esempio formando un intermedio con il >>>Risultati parziali attesi
Come detto negli obiettivi, ci aspettiamo di far avanzare le conoscenze nelle varie linee di ricerca. Fra i risultati di maggior impatto, ci aspettiamo di capire meglio i processi ossidativi all'interno dello spazio intermembrana mitocondriale che portano all'intrappolamento di proteine in questa regione. Un fenomeno aberrante legato a questi processi ossidativi è l'oligomerizzazione della SOD1 (Banci, Bertini, Girotto, Martinelli, Vieru, Whitelegge, Durazo, and Valentine, Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 104: 11263-11267, 2007) che è proposta essere correlata alla sclerosi laterale amiotrofica. Questo è solo un esempio del tipo di risultati a lungo termine che ci aspettiamo di raggiungere. Siamo inoltre interessati alla comprensione dell'origine molecolare delle malattie di Menkes e Wilson, legate ad una non corretta omeostasi del rame. Ciò richiede avanzamenti nella comprensione del meccanismo di omeostasi. Le malattie di Menkes e Wilson sono malattie molecolari (secondo la definizione di Pauling: "molecular diseases", Science 110: 543-548, 1949) dovute a variazioni genetiche. Variazioni genetiche sulle proteine SCO1 e SCO2 danno luogo ad un imperfetto assemblaggio della citocromo c ossidasi, con conseguenti patologie encefalopatiche e cardiopatiche, rispettivamente.Inoltre ci aspettiamo di estendere le conoscenze sul ruolo dei metalli nella biologia molecolare di sistemi e allo stesso tempo di sviluppare la tecnologia per affrontare questi >>>



