Cosa mantiene sotto controllo le interazioni delle proteine?
La maggior parte delle proteine si è evoluta nella capacità di convertirsi dallo stato di solubilità a stati funzionali caratteristici e ben definiti in condizioni fisiologiche. Recenti scoperte indicano che anche in condizioni fisiologiche, gli stati aggregati di proteine possono essere termodinamicamente più stabili rispetto agli stati nativi. Ne è un esempio la struttura amiloide altamente ordinata, che mette in evidenza l'importanza chiave dei fattori cinetici nel consentire il mantenimento dell'omeostasi proteica. È raro che le proteine si convertano in stati aggregati aberranti (ad esempio gli stati identificati nella malattia di Alzheimer o nel diabete di tipo II), nonostante la loro inerente tendenza a comportarsi in tal modo in vitro. Il progetto Amyloidintermediate ("The structural and dynamical ensemble of an amyloidogenic intermediate"), finanziato dall'UE, ha unito esperimenti di risonanza magnetica nucleare (RMN) e simulazioni di dinamica molecolare, per identificare fattori che consentano alla maggior parte delle proteine di evitare l'aggregazione in condizioni fisiologiche. I partner di progetto hanno deciso di utilizzare l'acilfosfatasi da Drosophila melanogaster (AcPDro2) per indagare sulle strategie molecolari inerenti al mantenimento della solubilità delle proteine. Le iniziative di studio hanno permesso di analizzare le differenze nelle strutture, nella dinamica nelle superfici di energia delle proteine nel rispettivo stato solubile o in situazioni di aggregazione. Ne è derivata l'identificazione della natura delle barriere d'energia che impediscono al complesso di proteine di determinare la creazione di stati proni all'aggregazione in condizioni fisiologiche normali. Le barriere identificate consentono alla proteina di restare allo stato solubile mentre viene sottoposta a dinamiche funzionali; inoltre, eliminano il rischio di alterazione (misfolding) e di aggregazione in agenti non funzionali e potenzialmente tossici. I risultati del progetto Amyloidintermediate sono riusciti ad ampliare le conoscenze scientifiche riguardo a fattori significativi per lo sviluppo di malattie degenerative.