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Ricercatori scoprono come le proteine trasportatrici aprono le barriere della membrana cellulare

Uno studio in parte finanziato dall'UE ha fatto luce sulla struttura e il funzionamento delle proteine trasportatrici, i catalizzatori che aiutano le sostanze ad attraversare le membrane delle cellule. Un team internazionale di ricercatori ha chiarito come le proteine trasport...

Uno studio in parte finanziato dall'UE ha fatto luce sulla struttura e il funzionamento delle proteine trasportatrici, i catalizzatori che aiutano le sostanze ad attraversare le membrane delle cellule. Un team internazionale di ricercatori ha chiarito come le proteine trasportatrici portano composti chimici attraverso la membrana delle cellule e, soprattutto, come bloccano il passaggio di altre sostanze. Lo studio è stato finanziato nell'ambito del Sesto programma quadro (6° PQ), ed è stato pubblicato online sulla rivista Science Express il 16 ottobre. Il professor So Iwata dell'Imperial College di Londra, Regno Unito, ha detto che la ricerca rivela la precisa funzione molecolare di un'importante proteina di membrana. "Adesso sappiamo come la proteina favorisce il movimento dell'idantoina attraverso la membrana della cellula senza lasciare passare nessun'altra sostanza allo stesso tempo," ha spiegato. "Una serie di proteine trasportatrici della membrana cellulare condividono probabilmente questo meccanismo, anche quelle del corpo umano [�]. È un importante passo avanti nella conoscenza dei processi fondamentali che avvengono nelle cellule." Il professor Peter Henderson dell'Università di Leeds, co-autore dello studio, suppone che questo recente sviluppo "aiuterà chimici e sponsor dell'industria a ideare e sviluppare farmaci che manipolino queste attività per curare i malati". "Il problema principale era quello di produrre abbastanza proteina negli studi strutturali," ha detto il professor Henderson. Tramite la collaborazione sono stati sviluppati metodi per massimizzare l'espressione delle proteine trasportatrici nei batteri e purificarle, ha spiegato. "Questo aiuterà le proteine a mantenere la loro attività biologica," ha detto. "Potremmo quindi mantenere una "conduttura" per fornirle ad esperti di una tecnica chiamata "cristallografia della proteina", che richiede raggi X ad altissima intensità," ha aggiunto. Questi raggi X sono disponibili presso l'Impianto europeo di radiazione di sincrotrone (ESFR) a Grenoble, in Francia, e la struttura nazionale di sincrotrone Diamond Light Source nell'Oxfordshire, Regno Unito. Ricercatori del Dipartimento di scienze biologiche dell'Imperial College di Londra hanno visualizzato la proteina trasportatrice Microbacterium hydantoin permease (Mhp1) che trasporta le molecole di idantoina attraverso la resistente membrana della cellula, afferma il rapporto. Secondo il rapporto, l'Mhp1 si trova nella membrana oleosa che circonda le cellule batteriche, e quando l'Mhp1 riesce ad entrare le molecole si trasformano in aminoacidi utili. Poiché gli aminoacidi sono usati nello sviluppo di integratori di cibo e bevande, sono importantissimi per il mercato e in particolare per l'industria farmaceutica. I ricercatori hanno esaminato la struttura della proteina Mhp1 prima e dopo l'entrata della molecola idantoina. Hanno dimostrato che l'Mhp1 espone il suo lato esterno, fornendo all'idantoina l'apertura di cui ha bisogno per penetrare la barriera. Il varco quindi si chiude dietro la molecola, impedendo l'ingresso di qualsiasi altra sostanza. L'idantoina viene rilasciata nella cellula quando il lato interno si apre, hanno spiegato i ricercatori. Il rapporto sottolinea che i trasportatori della membrana si possono classificare in tre gruppi principali: il gruppo primario, che consiste in trasportatori attivi che usano l'energia rilasciata dalla luce, reazioni redox o idrolisi dell'ATP per trasportare le sostanze; il gruppo secondario, che comprende trasportatori attivi che usano l'energia libera conservata in un gradiente di ione; e un terzo gruppo, che svolge una diffusione facilitata senza immissione di energia. I ricercatori hanno cominciato l'esame di questa proteina otto anni fa in collaborazione con la società giapponese Ajinomoto Inc. Il dott. Shinichi Suzuki inizialmente scoprì la funzione della proteina Mhp1 all'Università di Leeds, il suo lavoro è stato brevettato in Giappone e negli USA. Lo studio è stato sostenuto in parte dal consorzio europeo per le proteine di membrana (E-MeP), una piattaforma di ricerca che si occupa dello sviluppo e l'implementazione di nuove tecnologie che contribuiscano allo studio delle malattie umane legate alle proteine di membrana.