La scienza chiarisce i meccanismi di accumulo delle proteine
Il progetto Dynamic proteins (Determination of molecular dynamics in membrane proteins and protein fibrils using novel solid-state NMR methods) ha analizzato il ruolo dell'alfa-sinucleina nella seconda malattia neurodegenerativa più frequente, il morbo di Parkinson. Con l'ausilio di nuovi metodi di risonanza magnetica nucleare (RMN) allo stato solido, i ricercatori hanno esaminato le dinamiche molecolari delle proteine delle membrane e delle fibrille proteiche. Lo scopo era comprendere i meccanismi di aggregazione delle proteine delle fibrille a livello molecolare e scoprire le varie fasi con cui si assemblano e si ammassano (il c.d. processo di fibrillizzazione) in depositi proteici insolubili (detti fibrille amiloidi); nel caso del cervello dei pazienti affetti da morbo di Parkinson, questi depositi sono composti da aggregati fibrillari ricchi di foglietti beta. I foglietti beta sono strutture secondarie che si trovano nelle proteine, costituite da filamenti beta, tratti di catene polipeptidiche. Gli aggregati fibrillari sono costituiti principalmente da alfa-sinucleina, per cui è essenziale scoprire il ruolo di questa proteina nello sviluppo del morbo di Parkinson. Un elevato livello di foglietti beta è stato associato all'insorgenza di molte malattie dell'uomo. Con il progetto Dynamic proteins è stata utilizzata la RMN allo stato solido bidimensionale per scoprire la struttura delle fibrille alfa a livello atomico; i dati ricavati sono stati utili per determinare l'organizzazione dei filamenti beta e dimostrare che nella regione centrale dell'alfa-sinucleina l'acqua imperturbata (bulk) è poco mobile; da qui deriva la caratteristica dell'insolubilità. Prove sempre più evidenti suggeriscono che i mediatori prefibrillari sono gli agenti che causano la neurodegenerazione. Facendo uso di tecniche biofisiche, misurazioni elettrofisiologiche e RMN allo stato solido, con il progetto Dynamic proteins è stato possibile studiare gli oligomeri dell'alfa-sinucleina e i meccanismi con cui si formano nelle fibrille. I risultati del progetto hanno contribuito a una maggiore comprensione dell'organizzazione delle fibrille e delle preferenze strutturali degli oligomeri e queste scoperte saranno molto preziose per ulteriori studi di biologia strutturale dei vari stati dell'alfa-sinucleina, con possibili applicazioni per il miglioramento dello sviluppo dei farmaci.