Proteine con e senza nodi: uno studio comparativo

Per decenni l'esistenza di proteine annodate non era ritenuta possibile perchè vi era la ferma convinzione che molecole biologicamente cruciali non potessero essere aggrovigliate. Quest'ipotesi, tuttavia confliggeva con quanto previsto dalla fisica dei polimeri, secondo cui qualunque polimero equilibrato, purchè sufficientemente lungo, è necessariamente annodato. Negli ultimi anni, la rapida crescita del numero di proteine di cui si è determinata la struttura ha consentito di scoprire tra queste parecchie proteine annodate. La scoperta ha sorpreso sia i biologi che i fisici. Infatti, da un lato le proteine annodate si sono rivelate sia numerose che variegate: ad oggi esse costituiscono qualche percento della banca dati pubblica proteica e coprono 4 classi distinte di nodi. D'altro lato, il fatto che ciascuna di queste molecole si possa ripiegare efficientemente e reversibilmente realizzando lo stesso tipo di nodo nella stessa posizione, è un sicuro indice di un elevato grado di coordinazione generale del processo di ripiegamento. Parecchi studi teorici e sperimentali si sono occupati di caratterizzare gli aspetti salienti del processo di ripiegamento. Nello studio di Potestio et al. è stato seguito un approccio diverso. In particolare, gli autori hanno mirato a capire le caratteristiche distintive delle proteine annodate effettuando una comparazione sistematica di tutte le proteine annodate e snodate di cui fosse nota la struttura. Tale indagine ha fatto emergere alcune relazioni evolutive inattese tra proteine annodate e snodate. In particolare i dati raccolti hanno suggerito che alcune proteine annodate si sono evolute da quelle snodate a seguito dell'inserzione di uno specifico tratto di amminoacidi nella sequenza chimica. Questo risultato suggerisce che tale segmento, che rappresenta una piccola porzione della proteina, possa codificare lo stato topologico globale, cioè l'essere annodato, della proteina stessa. Questa ipotesi potrebbe essere verificata in laboratorio sintetizzando proteine mutanti prive del tratto di sequenza "promore di nodi" su citato.

Autori: R. Potestio, C. Micheletti, H. Orland

Titolo: Knotted vs unknotted proteins: evidence of knot-promoting loops

Rivista: PLoS Comput. Biol.

Anno: 2010

Riferimenti bibliografici: 6 e1000864 (2010), pp 1-10. doi:10.1371/journal.pcbi.1000864