I ricercatori dell'Università del New Hampshire hanno riportato il primo modello strutturale per un enzima chiave, e la sua proteina attivante, che può svolgere un ruolo in alcune malattie dell'occhio ereditate geneticamente come la retinite pigmentosa e la cecità notturna.

"C'è stata una ricerca sostanziale sulla via biochimica che coinvolge questo enzima, noto come PDE6, ma definire modelli a livello atomico è importante per localizzare le mutazioni PDE6 al fine di capire perché causano malattie e come possiamo sviluppare nuovi interventi terapeutici per gestire le malattie retiniche, " ha detto Rick Cote, direttore del Centro di ricerca biomedica e bioingegneria integrata e ricercatore principale dello studio.

La visione inizia nelle cellule fotorecettrici della retina che contiene bastoncelli, responsabile della visione scarsamente illuminata, e coni, che sono attivi in ​​una luce più brillante e in grado di vedere i colori. Quando la luce viene assorbita dai bastoncelli e dai coni, innesca una via che attiva l'enzima fosfodiesterasi 6, o PDE6. Questo genera un impulso nervoso al cervello che alla fine si traduce nella percezione visiva. Alcune malattie dell'occhio ereditate geneticamente sono causate da mutazioni della PDE6, o la sua proteina attivante, trasducina, che possono portare a interruzioni della visione normale o addirittura alla cecità totale.

Nello studio, recentemente pubblicato su Journal of Biological Chemistry , i ricercatori hanno riferito di come sono stati in grado di utilizzare la reticolazione chimica combinata con l'analisi spettrometrica di massa per risolvere la struttura della PDE6 nei suoi stati non attivato e attivato dalla transducina. Questo approccio ha consentito la visualizzazione di regioni flessibili delle singole subunità catalitiche e inibitorie della PDE6 che erano state scarsamente risolte nel lavoro precedente, nonché l'architettura molecolare complessiva del complesso proteico attivato.

"Determinare la struttura di queste proteine ​​di segnalazione visiva è sempre stata una sfida a causa della loro complessità, " ha detto Michael Irwin, dottorando in biochimica e autore principale. "Avere informazioni strutturali dettagliate su come la PDE6 viene attivata dalla trasducina ci aiuterà a comprendere le cause molecolari dei disturbi visivi e delle malattie accecanti derivanti da mutazioni in queste proteine".

L'attuale trattamento medico per tali malattie della retina ereditate geneticamente può includere la terapia genica o farmaci destinati a inibire il processo patologico. Però, non sempre riescono a ripristinare l'equilibrio della PDE6 ea prevenire la cecità. Gli scienziati ritengono che conoscere le strutture molecolari di queste proteine ​​di segnalazione visiva e il modo in cui interagiscono tra loro possa offrire indizi per lo sviluppo di nuovi farmaci per ripristinare la vista e prevenire la cecità.

La ricerca è stata finanziata dal National Eye Institute, l'Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali, l'Istituto nazionale per la salute infantile e lo sviluppo umano, la Fondazione Nazionale della Scienza, e l'Ufficio di ricerca dell'UNH.