STRUTTURA E ATTIVITA' CATALITICHE DELLA DOPA DECARBOSSILASI (1999)

Starting date
January 1, 1999
Duration (months)
24
Managers or local contacts
Voltattorni Carla
URL
9905403734_001
Keyword
PIRIDOSSAL 5'-FOSFATO;INTERMEDI DI FOLDING;INTERMEDI CATALITICI;MUTAGENESI SITO-SPECIFICA;SPECIFICITA' DI REAZIONE E DI SUBSTRATO;INIBITORI;PROTEOLISI LIMITATA

Gli studi saranno condotti su enzimi PLP-dipendenti, di fonte mesofila e/o estremofila, molti dei quali sono già oggetto di indagine da parte delle quattro Unità proponenti. Tra i PLP-enzimi studiati la maggior parte di questi catalizza diverse reazioni chimiche sia al Cα che al Cγ e appartiene alla stessa famiglia strutturale (di tipo I), mentre gli altri catalizzano reazioni al Cβ e appartengono alla famiglia strutturale di tipo II. Le indagini si svolgeranno integrando le competenze metodologiche delle diverse Unità e impiegando spettroscopia UV-visibile, dicroismo circolare, fluorescenza, NMR, cristallografia ai raggi X, biochimica computazionale, spettrometria di massa, microspettrofotometria e proteolisi limitata. Il programa di ricerca si articola nelle seguenti linee: i) identificazione e caratterizzazione di intermedi catalitici in soluzione e nel cristallo; ii) costruzione, espressione e caratterizzazione strutturale e funzionale di mutanti; iii) analisi dettagliata della specificità di reazione e di substrato in differenti condizioni sperimentali; iv) risoluzione e/o predizione della struttura tridimensionale di alcuni di questi enzimi; v) identificazione, analisi strutturale e funzionale di domini; vi) purificazione e caratterizzazione di PLP-enzimi batterici coinvolti nel metabolismo di amminoacidi solforati; vii) caratterizzazione strutturale di intermedi di “folding”. Queste indagini hanno i seguenti obiettivi: 1) contribuire a delineare gli aspetti di diversità e uniformità meccanicistica degli enzimi PLP-dipendenti e comprendere come la differente organizzazione strutturale dei residui amminoacidici nei loro siti attivi sia determinante nel definire la differente specificità di reazione e di substrato; 2) definire la natura e la gerarchia degli eventi molecolari che collegano gli intermedi di “folding” con gli stati “unfolded” e nativo, confrontare i cammini percorsi da PLP-enzimi appartenenti ad una stessa famiglia evolutiva o a famiglie diverse nell’acquisizione della struttura cataliticamente competente dello stato nativo e, se possibile, valutare l’importanza di singoli residui nel processo del “folding”. Una diretta applicazione delle conoscenze acquisite nello studio delle proprietà strutturali e catalitiche dei diversi PLP-enzimi oggetto del programma di ricerca prevede: 1) la progettazione, la sintesi di composti dotati di efficace e selettiva azione inibitoria e la valutazione della loro attività “in vitro” nei confronti di alcuni di questi enzimi associati ad eventi patologici o utilizzati nel campo agro-alimentare; 2) lo sfruttamento della versatilità catalitica di specie enzimatiche naturali o opportunamente manipolate per la produzione di molecole di interesse industriale.

Sponsors:

Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: COFIN - Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale

Project participants

Mariarita Bertoldi
Associate Professor
Carla Voltattorni
Emeritus Professor

Activities

Research facilities