Simulare la trasduzione del segnale delle proteine
I pathway di trasduzione del segnale sono meccanismi che permettono alle cellule viventi di rispondere a stimoli esterni quali ormoni, neurotrasmettitori o fattori di crescita. Queste molecole si legano normalmente ai recettori di membrana e iniziano una cascata di eventi intracellulari a valle che porta all'attivazione dei geni, alla proliferazione delle cellule o alla chemiotassi. La deregolamentazione dei pathway di trasduzione del segnale è spesso causa di numerose patologie, inclusi il cancro e i disturbi neurologici. La trasduzione delle informazioni attraverso una singola proteina è detta allosterismo, ed è mediata dalle modificazioni della forma e dell'attività della proteina causate dal legame di un legante molecolare. È chiaro che nelle proteine allosteriche le correlazioni tra siti distanti sono codificate nella matrice della proteina. Ma la nostra conoscenza di come ciò sia possibile è attualmente limitata. A tal fine, il progetto Protsign ("Protein signalling pathways elucidated via novel correlation analysis of molecular dynamics simulations") ha impiegato la tecnica dell'MD per studiare due classi importanti di proteine di trasduzione del segnale: i recettori accoppiati a proteine G (GPCR) e i domini di legame delle proteine PDZ. La tecnica MD è stata in grado di campionare la flessibilità strutturale delle proteine e simulare transizioni spontanee di proteine allosteriche.Le simulazioni MD sono state utilizzate anche per delineare permeazione di soluti attraverso le membrane biologiche, un processo estremamente importante da un punto di vista biofisico, fisiologico e farmacologico. Lo stesso metodo si è dimostrato utile per studiare la chimica di aerosol di acqua marina, e il modo in cui gli ioni che si muovono con le goccioline d'acqua giocano un ruolo importante nella chimica dell'atmosfera.Protsign ha dimostrato l'applicabilità della tecnica MD per simulare vari processi scientifici, specialmente nella previsione del comportamento allosterico di determinate proteine. Ciò contribuirà a esaminare attentamente i meccanismi molecolari coinvolti durante la trasduzione del segnale, e ha un'ampia portata scientifica e medica.
