Formazione di proteine canale: dal mitocondrio a SARS-CoV-2. Caratterizzazione funzionale e strutturale attraverso l'uso di tecniche respirometriche e di dinamica molecolare

Le proteine sono macromolecole formate anche da migliaia di unità di amminoacidi unite fra lor per mezzo di legami peptidici, in modo da formare catene variamente ripiegate la cui struttura tridimensionale è in stretta relazione con la funzione biologica svolta; in funzione della loro funzionalità le proteine possono essere distinte in diversi gruppi, tra i quali gli enzimi, le proteine di trasporto, le proteine strutturali, le proteine di difesa e le proteine regolatrici. In funzione della loro selettività, le proteine di trasporto possono essere distinte in porine, canali ionici. A prescindere lo studio di tali proteine è di particolare interesse perché favoriscono il passaggio da un ambiente cellulare all’altro, regolando i vari processi cellulari. Tra le principali porine riconosciute, vi è VDAC (Voltage Dependent Anion Channel), che tra le sue funzioni ha il trasporto di numerose molecole, tra cui ioni e metaboliti vari, tra cui composti vari coinvolti nei processi neurodegenerativi, come gli aggregati di α-sinucleina, principali costituenti dei corpi di Lewy. In questo lavoro di tesi, viene approfondito il ruolo che VDAC1 può avere nella regolazione delle funzioni di respirazione mitocondriale, attraverso specifiche tecniche di respirometria. In maniera analoga verrà analizzato anche il ruolo degli aggregati di α-sinucleina e della tossina MPP+, entrambe coinvolte nell’insorgenza del morbo di Parkinson. In tutti i lavori qui riportati sono stati valutati i vari stati di respirazione, in funzione di specifici stimoli applicati, in modo da valutare la risposta della catena respiratoria ma più in generale la variazione delle funzioni cellulari. Nella seconda parte di questo lavoro di tesi, invece verrà caratterizzata un canale ionico sia dal punto di vista strutturale che da quello funzionale. Si tratta della envelope protein, una delle principali proteine strutturali derivanti dal virus SARS-CoV-2. Tale proteina, inizialmente tradotta in forma monomerica, tende ad oligomerizzare formando un pentamero, al cui centro della struttura è presente un poro che favorisce il trasporto di corrente ionica. Ai fini di comprendere l’esatta funzione di questo poro sono state eseguite delle simulazioni di dinamica molecolare, delle predizioni di docking e sono stati effettuati degli esperimenti di elettrofisiologia, attraverso l’applicazione della tecnica Planar Lipid Bilayer. I risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare una possibile distribuzione strutturale in grado di giustificare l’attività ionica del canale, ma soprattutto il meccanismo di regolazione di flusso ionico dovuto principalmente al legame di ioni calcio proprio lungo la struttura della stessa proteina E2.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2023

Author dc:creator

• CUBISINO, SALVATORE ANTONIO MARIA

Contributors dc:contributor

• DE PINTO, Vito Nicola

• High-resolution Respirometry
• Mitochondria
• VDAC1
• α-synuclein
• MPP+
• Parkinson's disease
• SH-SY5Y cell
• HAP-1 cell
• SARS-CoV-2
• COVID-19
• Envelope protein
• Molecular Dynamic
• Planar Lipid Bilayer
• Ossigrafia
• Mitocondri
• α-sinucleina
• morbo di Parkinson
• proteina Envelope
• Dinamica molecolare

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:NON PUBBLICO - Accesso privato/ristretto
• license uri:iris.PRI01

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/597689

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/597689