Philipp Ochtrop dell'Università di Umeå ha lavorato a un progetto per trasformare i due enzimi AnkX e Lem3 del batterio che causa la malattia Legionella pneumophila in uno strumento prezioso per la modifica chimica delle proteine. Questo nuovo approccio per la funzionalizzazione delle proteine ​​può consentire agli scienziati di studiare la funzione delle proteine ​​e sviluppare nuovi farmaci contro malattie potenzialmente letali.

La nuova tecnica, che è descritto nella tesi di dottorato di Philipp Ochtrop, si basa su una reazione enzimatica chiamata fosfocolinazione. La fosfocolinazione è catalizzata dalla proteina AnkX, che utilizza una piccola molecola organica chiamata CDP-colina per trasferire un gruppo fosfocolina alle proteine ​​della cellula ospite e quindi manipolare la sua funzione. La fosfocolinazione fa parte di diverse reazioni chimiche specifiche che vengono utilizzate dalla Legionella pneumophila per sorpassare una cellula ospite dopo l'infezione e trasformarla in un ambiente adatto alla sua moltiplicazione. Questi eventi di conseguenza portano allo scoppio di una grave polmonite.

"La cosa interessante della chimica dei batteri intracellulari è che è così diversa rispetto alla chimica delle cellule umane. Questa è un'occasione unica per utilizzare gli enzimi dei batteri in biochimica, biologia cellulare e biotecnologia senza avere una reattività sovrapposta con gli enzimi delle cellule umane, ", afferma il supervisore Christian Hedberg.

L'idea di utilizzare AnkX per etichettare le proteine ​​è nata per caso durante gli studi su come AnkX modifica determinate proteine ​​con la fosfocolina. Gli esperimenti hanno rivelato che AnkX non si preoccupava particolarmente della struttura tridimensionale delle sue proteine ​​bersaglio, ma ha riconosciuto solo una breve sequenza di amminoacidi nella proteina. Questa scoperta ha portato alla conclusione che qualsiasi proteina potrebbe essere modificata da AnkX, purché venga aggiunta geneticamente la corretta sequenza di riconoscimento degli amminoacidi.

"In combinazione con gli analoghi della CDP-colina che abbiamo preparato sinteticamente, la strategia sviluppata può essere sfruttata per funzionalizzare in modo reversibile le proteine ​​di interesse con una serie di utili manipolazioni chimiche e biofisiche", dice Philipp Ochtrop.

"Un potenziale uso medico futuro per i nostri risultati può essere l'etichettatura selettiva di anticorpi con farmaci specifici che sono di conseguenza diretti alle cellule tumorali e le uccidono. Questo approccio sarebbe molto vantaggioso e ridurrebbe gli effetti collaterali comuni che vengono visualizzati dalla terapia antitumorale convenzionale".

Philipp Ochtrop ha svolto i suoi studi in stretta e altamente interdisciplinare collaborazione con un team di ricercatori guidati dal professor Aymelt Itzen dell'Università tecnica di Monaco.