La progettazione di proteine artificiali
Le alfa eliche (aH) sono strutture secondarie comuni spiraliformi nelle proteine, stabilizzate tramite un legame a idrogeno. Svolgono un ruolo fondamentale nel riconoscimento delle proteine fra loro o tra proteine e acidi nucleici. Le loro interazioni sono definite dalla presentazione dei residui specifici sulla loro superficie. I foldameri sono molecole artificiali che simulano la strutture di molecole naturali e possono ripiegarsi a elica. Numerose catene principali di foldameri sono state sintetizzate nel tentativo di riprodurre e ampliare le funzioni delle proteine. Il progetto LXWAP (Re-designing zinc finger proteins by swapping alpha-helical domains with foldamer helices) perseguiva l’obiettivo di creare nuove proteine composite, convertendo le aH in eliche di oligourea, come foldameri. Quale prova di principio, i ricercatori hanno selezionato fattori di trascrizione contenenti il cosiddetto dominio zinc finger. Tali metalloproteine si specializzano in leganti di acido nucleico e rappresentano un ideale punto di partenza per studiare la sostituzione di aH con foldameri. All’inizio, i ricercatori hanno esaminato la possibilità di introdurre il dominio ibrido oligourea-zinc finger nel fattore di trascrizione Zif268. Hanno analizzato gli effetti di tale sostituzione sul ripiegamento e sulla capacità legante del metallo. Nella fase finale, hanno valutato la possibilità di ricreare una proteina intera contenente un motivo ibrido; hanno anche stabilito la caratteristica legante di metallo e DNA per questa nuova proteina chimerica. I ricercatori hanno dimostrato che i domini oligourea-zinc finger formano eliche che simulano accettabilmente le aH naturali. Le eliche di foldamero sono state correttamente sintetizzate e hanno evidenziato caratteristiche leganti dello zinco simili ai domini naturali. I risultati preliminari hanno dimostrato la fattibilità dell’assemblaggio di un intero fattore di trascrizione chimerico uZif268 con un corretto ripiegamento funzionale e proprietà leganti di DNA. LXWAP ha messo in evidenza la fattibilità della progettazione di domini zinc-finger con proprietà definite, nonché dell’adattamento delle relative caratteristiche di riconoscimento. Si tratta di un significativo passo avanti verso la creazione di proteine artificiali per applicazioni nella ricerca e in medicina.
Parole chiave
Alfa eliche, foldameri, LXWAP, oligourea, dominio a dita di zinco (zinc finger)
