Uso di peptidi non catalitici nella modulazione dell'attività di collagenasi ricombinanti

Progetto: Research project

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Le collagenasi sono metalloproteasi in grado di determinare il taglio idrolitico di molecole di collagene nella loro conformazione nativa. Le metalloproteasi (MPR) sono delle idrolasi, in cui l’attacco nucleofilo sul legame peptidico da scindere è mediato da una molecola di acqua coordinata a uno ione metallico bivalenteo ancorata a un centro di-metallico (spesso costituito da due ioni Zn++). Lo ione metallico catalitico è coordinato da tre aminoacidi presenti all’interno del sito attivo, solitamente His, Glu e Asp, essendo la molecola d’acqua il quarto ligando. Le MPR sono suddivise in due grandi gruppi in base al numero di ioni metallici richiesti per la catalisi: nella maggior parte delle MPR descritte un solo ione metallico è richiesto, ma in alcune famiglie ci sono due ioni metallici, che agiscono co-cataliticamente (Supuran et al., 2002). Le collagenasi possono ulteriormente essere classificate in due grandi gruppi naturali: le collagenasi tissutali e le collagenasi batteriche. Le collagenasi batteriche sono caratterizzate da un’intensa attività catalitica se comparata a quella delle collagenasi tissutali (Johnson et al., 1996). Le collagenasi di Clostridium histolyticum sono metalloproteasi appartenenti alla famiglia M9 che comprende metalloproteasi microbiche con probabile attività collagenolitica (Rawlings et al., 2008; Eckhard et al., 2009). Sono state purificate da colture di Clostridium histolyticum, almeno 7 forme isoenzimatiche con attività collagenolitica, con masse molecolari che vanno da 68-130 kDa (Supuran et al., 2002). In realtà queste sette isoforme sono codificate da solo due geni. Si pensa infatti che le derivino le une dalle altre per attività autocatalitica. Le collagenasi batteriche, e in particolare quelle di Clostridium histolyticum sono enzimi litici che trovano diverse applicazioni cliniche: protocolli di dissociazione tissutale nell’ambito della terapia cellulare; nel trattamento delle ustioni di terzo grado; nel trattamento delle piaghe da decubito; nel trattamento delle ulcere; nella terapia delle malattie di Dupuytren e di Peyronie; nella cura dell’ernia al disco e dei cheloidi (Watanabe, 2004; Mandl, 1982). Senza dubbio però gli ambiti applicativi di biologia cellulare sono quelli che ricevono le maggiori attenzioni della comunità scientifica internazionale in virtù delle potenziali applicazioni cliniche. Tra le collagenasi batteriche quelle di Clostridium histolyticum rappresentano oggi gli enzimi di scelta. Queste collagenasi infatti idrolizzano sia la tripla elica nativa del collagene sia peptidi sintetici con sequenze appropriate. Ad oggi sono tra le più efficienti conosciute. La loro attività è considerata unica, dal momento che il collagene è resistente alla maggior parte delle proteasi commerciali. Inoltre le collagenasi tissutali non mostrano un’attività catalitica tale da rendere possibile il loro utilizzo in protocolli di dissociazione in vitro. Le collagenasi clostridiali presentano una struttura tripartita, contenente un dominio catalitico denominato S1, un dominio spaziatore denominato S2, è un dominio di legame al collagene denominato S3. Le collagenasi G e H di Clostridium histolyticum sono quasi esclusivamente prodotte e commercializzate purificando con tecnologie estrattive gli enzimi naturali. di recente sono comparse varianti degli stessi enzimi ottenuti con la tecnologia del DNA ricombinante. Gli enzimi ricombinanti garantiscono elevata riproducibilità inter lotto e intra-lotto, consentendo una migliore ottimizzazione dei protocolli di estrazione. Il presente progetto si propone di studiare l’influenza di peptidi non catalitici derivati dalla regione carbossi-terminale delle collagenasi G e H in saggi di degradazione del collagene nativo.
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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