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Gli chaperones molecolari contribuiscono al ripiegamento delle proteine

Dopo la produzione, al fine di raggiungere la propria funzionalità finale, le proteine assumono una complessa struttura tridimensionale. Metodi spettroscopici avanzati hanno fatto luce sui meccanismi cellulari di controllo della qualità con risoluzione atomica.
Gli chaperones molecolari contribuiscono al ripiegamento delle proteine
I geni codificano per le proteine, le molecole onnipresenti responsabili di praticamente tutto ciò che una cellula fa, e di conseguenza a livello superiore delle funzioni di un organismo. Il misfolding e l’aggregazione sono comuni ma, se ignorati, possono causare invecchiamento, malattia e morte cellulari. Per prevenire ciò la natura ha sviluppato meccanismi enzimatici chiamati chaperones molecolare.

Gli chaperones molecolari contribuiscono al corretto folding, e svolgono un ruolo nella degradazione proteolitica delle proteine non correttamente ripiegate in una via ATP (adenosintrifosfato)-dipendente. L’ATP è la valuta energetica della cellula, e le macchine molecolari ne necessitano una fornitura assicurata per fare il loro lavoro. Per il progetto NANOLIFE@WORK (“Real-time studies of biological nanomachines in action by NMR”) gli scienziati dell’UE hanno usato spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR) di nuova generazione per studiare il (re-)folding delle proteine facilitato dagli chaperones.

Gli studi hanno contribuito a comprendere i meccanismi del ciclo conformazionale (modifiche ripetitive nella conformazione degli chaperones molecolari tra varie strutture) indotto da ATP. I ricercatori hanno anche fornito informazioni su un meccanismo passivo di protezione del substrato da parte dello chaperone e sul folding delle proteine coadiuvato dagli chaperones.

L’aggregazione delle proteine nel cervello è il sintomo caratteristico di molte malattie neurodegenerative, inclusi Alzheimer, Parkinson e fibrosi cistica. Comprendere in che modo gli chaperones molecolari svolgono la loro attività potrebbe indicare nuove terapie per le malattie associate all’aggregazione.

NANOLIFE@WORK aggiunge tessere importanti al puzzle per comprendere il modo in cui gli chaperones fanno il proprio lavoro, e l’applicazione dei risultati nel settore sanitario potrebbe avere un notevole impatto socioeconomico. Inoltre la risoluzione atomica dei meccanismi molecolari in movimento avrà un’immensa importanza per il progresso della biologia molecolare strutturale.

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Keywords

Chaperones molecolari, folding delle proteine, aggregazione, adenosina trifosfato, NMR