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FP7

PINADBIO Risultato in breve

Project ID: 332233
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Italia

Modelli molecolari di riparazione del DNA tramite fotoliasi

Le fotoliasi sono enzimi che riparano i danni al DNA causati dall’esposizione alla luce ultravioletta. Per impiegare eventualmente le fotoliasi in futuri prodotti di protezione solare, occorre capire a fondo il loro meccanismo d’azione.
Modelli molecolari di riparazione del DNA tramite fotoliasi
Le fotoliasi utilizzano la luce visibile (preferibilmente l’estremo viola/blu dello spettro) per riparare il DN; tale fenomeno viene denominato foto-riattivazione. Il meccanismo della fotoliasi non funziona più nell’uomo e altri mammiferi placentati, che invece si affidano a un meccanismo meno efficiente di riparazione del DNA per escissione di nucleotidi.

Nel corso del progetto triennale PINADBIO (First principles study of photoinduced non-adiabatic dynamics in DNA repair by photolyases), finanziato dall’UE, i ricercatori hanno esplorato innovative metodologie più precise per indagare sui campi di forza e sulle dinamiche del processo riparativo. Più specificamente, il team ha esplorato i metodi dinamici quantistici e di struttura elettronica a più configurazioni per fornire una descrizione valida dal punto di vista fisico circa le fasi critiche della riparazione.

La prima fase del progetto ha comportato la progettazione di un modello molecolare di sito attivo, in grado di descrivere il processo di riparazione, che fosse comunque sufficientemente piccolo da permetterne lo studio. Avvalendosi della metodologia sviluppata, i ricercatori hanno studiato il lento trasferimento di elettroni iniziale nella fotoliasi del dimero di pirimidina contenente ciclobutano, vale a dire un passaggio chiave nella comprensione dell’efficienza del processo riparativo.

Parallelamente, sono stati sviluppati nuovi metodi per esplorare il contesto energetico elettronico nello spazio coordinato nucleare e per mappare le corrispondenti potenziali superfici energetiche.

La simulazione della dinamica quantistica di un sistema molecolare richiede la costruzione di un modello hamiltoniano. Sono stati costruiti di fatto semplici modelli hamiltoniani parametrizzati, applicando il modello a un numero rilevante di geometrie nucleari. I modelli sono stati impiegati in combinazione con il metodo della regola d’oro di Fermi circa il non equilibrio, per valutare la scala temporale di trasferimento di elettroni, procedendo poi al loro confronto con dati sperimentali.

In conclusione, questo nuovo approccio risulta promettente in relazione alla statistica quantistica in generale, poiché offre nuove prospettive riguardanti il trattamento di effetti ambientali. Risolve il comportamento non concorde con la fisica del sottosistema quantico per ogni tipo di parametrizzazione onda-funzione.

Informazioni correlate

Argomenti

Life Sciences

Keywords

Modelli molecolari, riparazione del DNA, fotoliasi, PINADBIO, statistica quantistica
Numero di registrazione: 190891 / Ultimo aggiornamento: 2017-01-18