IN SILICO CHARACTERIZATION OF THE RECOGNITION MECHANISM OF RIBOFLAVIN TRANSPORTERS RFVT1, RFVT2, AND RFVT3, AND ORGANIC CATION TRANSPORTERS OCTN1 AND OCTN2

Questa tesi esplora le caratteristiche strutturali e funzionali dei trasportatori della famiglia SLC (solute carrier), identificati come promettenti bersagli per scopi farmacologici. Questi trasportatori transmembrana sono elementi fondamentali per l'omeostasi cellulare, e alterazioni nella loro espressione e funzione possono portare a condizioni patologiche gravi. Per questi motivi, cinque trasportatori sono stati specificamente scelti come oggetto di studio. In particolare, i tre trasportatori di riboflavina della famiglia SLC52 potrebbero essere inibiti per ridurre l'apporto di riboflavina alle cellule tumorali che sovraesprimono questi trasportatori. Gli altri due trasportatori appartengono alla famiglia SLC22 (SLC22A4/5) e sono specifici per una vasta gamma di cationi organici endogeni ed esogeni. Anche questi trasportatori sono stati osservati essere overespressi nelle cellule tumorali e sono stati identificati come trasportatori di farmaci; quindi, una caratterizzazione approfondita del loro sito di riconoscimento può essere utile per migliorare l'efficacia dei farmaci. Data la scarsità di strutture risolte sperimentalmente, i metodi in silico offrono un approccio prezioso per studiare queste proteine. Partendo dalle loro sequenze primarie, sono stati generati i modelli 3D di tutti e cinque i trasportatori utilizzando modeling per omologia e approcci basati sull’intelligenza artificiale. La qualità dei modelli ottenuti è stata valutata attraverso simulazioni di dinamica molecolare per simulare il comportamento dei modelli nel loro ambiente fisiologico. Una volta ottenuto un modello equilibrato, è stato effettuato il docking molecolare per ottenere complessi con soluti trasportati e inibitori noti. Questi complessi sono stati poi utilizzati come punto di partenza per ulteriori simulazioni di dinamica molecolare, al fine di valutare le energie di interazione proteina::ligando e identificare i residui più importanti coinvolti nelle interazioni chiave. Tra i risultati critici ottenuti in questa tesi, spicca il potenziale uso di brevi simulazioni di dinamica molecolare e calcoli MM/GBSA per la scoperta di farmaci in silico. Questo approccio rappresenta una metodologia semplificata per valutare le interazioni tra composti e trasportatori. Inoltre, l'analisi del comportamento degli ioni Na+ durante la simulazione ha evidenziato la presenza di un glutammato carico negativamente nel canale di trasporto di OCTN1, un possibile residuo chiave per il riconoscimento e il trasporto dei substrati. In conclusione, questa tesi approfondisce la comprensione della struttura e funzione di diversi trasportatori SLC cruciali sia per la fisiologia normale sia per gli stati patologici. Utilizzando metodi in silico come il modeling 3D, le simulazioni di dinamica molecolare e il docking molecolare, sono stati identificati residui chiave coinvolti nel riconoscimento e trasporto dei substrati. Questi risultati possono guidare studi futuri sui meccanismi fondamentali che regolano la funzione dei trasportatori e contribuire allo sviluppo di pipeline per la scoperta di farmaci mirati a questi trasportatori. Infine, i workflow utilizzati in questo studio possono fornire delle pipeline applicabili ad altri trasportatori della famiglia SLC, facilitandone lo studio e ampliando le conoscenze su queste proteine critiche.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2024

Author dc:creator

• BEN MARIEM, OMAR

Contributors dc:contributor

• tutor: I. Eberini ; co-tutor: E. De Fabiani ; coordinatore: G. D. Norata
• O. Ben Mariem
• EBERINI, IVANO
• NORATA, GIUSEPPE DANILO
• DE FABIANI, EMMA SELINA ROSA

• Settore BIOS-07/A - Biochimica

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/2434/1123316

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/1123316