Le proteine ​​svolgono un ruolo cruciale nel corpo umano. Queste molecole complesse aiutano a mantenere la struttura e la funzione di organi e tessuti, regolando l'attività cellulare al livello più fondamentale.

Comprendere il modo in cui funzionano queste proteine ​​potrebbe essere la chiave per usarle nella lotta contro le malattie:un'idea che i chimici dell'Università della Florida del sud hanno trasformato in progresso.

Un nuovo studio, guidato dall'assistente professore di chimica dell'USF Ioannis Gelis, dottorato di ricerca, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , sta offrendo ai ricercatori uno sguardo mai visto prima sul funzionamento interno del complesso proteico Hsp90-Cdc37-chinasi.

Un complesso proteico è un gruppo di singole molecole proteiche che si uniscono e interagiscono tra loro. Quasi tutti i processi cellulari richiedono la formazione di questi complessi per funzionare correttamente. Però, in molti casi, in particolare in presenza di mutazioni cellulari come nei pazienti oncologici, questi complessi possono ulteriormente promuovere la progressione della malattia.

"Se riusciamo a capire come funziona questo macchinario molecolare, speriamo di poter poi sviluppare nuove strategie per inibire queste proteine, " disse Gelis.

Nel complesso proteico studiato dal gruppo di ricerca della USF, Hsp90 e Cdc37 agiscono come chaperon o proteine ​​helper, il che significa che il loro compito è attivare e proteggere la proteina "cliente", in questo caso, una chinasi. Una volta attivato, la chinasi quindi facilita una varietà di altre funzioni cellulari. Nelle persone sane, questo è buono. Ma, per le cellule cancerose che trasportano chinasi mutate, Per esempio, il corretto funzionamento di questo complesso è negativo in quanto favorisce la progressione del cancro. In sostanza, protegge le cellule tumorali.

Gelis afferma che l'idea è di impedire a queste cellule cancerose di funzionare come farebbero normalmente. Il trucco è impedire alle proteine ​​chaperone di attivarsi e proteggere il cliente, consentendo al meccanismo di difesa esistente della cellula di degradare naturalmente la proteina mutata.

"Ci sono molte aziende e gruppi accademici che stanno lavorando attivamente per sviluppare inibitori che distruggano questi complessi, " ha detto Gelis. "Il nostro lavoro mostra loro come questo complesso si disgrega in condizioni fisiologiche naturali".

Utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), Gelis e il suo team sono stati in grado di ottenere un'alta risoluzione, immagini tridimensionali di queste proteine. I ricercatori hanno osservato che l'aggiunta di pochi atomi a Cdc37 (fosforilazione), è una modifica che determina un cambiamento strutturale significativo della proteina. Una volta avvenuta la fosforilazione iniziale, Hsp90 sperimenta la propria modifica che spinge l'intero complesso a rompersi.

"È un meccanismo molto intricato e intrigante attraverso il quale si verifica la dissociazione in questi complessi, " ha detto Gelis. "La modifica chimica in quella singola proteina è molto minore ma porta un enorme cambiamento conformazionale che ha un impatto sull'intero complesso. I dettagli molecolari rivelati nel nostro studio contribuiscono a una comprensione più completa della funzione di queste proteine ​​e aiuteranno a progettare farmaci migliori per il trattamento del cancro".