BIOLOGIA STRUTTURALE – IC TRIESTE
DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA’ DI RICERCA E RIFERIMENTI DELLA PERSONA DI CONTATTO:
Il gruppo di biologia strutturale di Trieste è fortemente impegnato nello studio delle relazioni struttura-attività-funzione di proteine di interesse biomedico o biotecnologico allo scopo di studiarne i meccanismi molecolari alla base di specifici processi biologici. Una larga parte della nostra attività è indirizzata allo studio di proteine importanti per le funzioni neurologiche quali la famiglia delle neurotrofine (Nerve Growth Factor, NGF; Brain Derived Growth Factor BDNF; NeuroTrofine 3 e 4) e dei loro precursori, e l’acetilcolinesterasi, un enzima responsabile per la trasmissione dell’impulso nervoso. Il nostro interesse è rivolto sia al chiarimento degli aspetti strutturali della loro funzione in un contesto fisiologico che al loro coinvolgimento in specifiche patologie (dolore neuropatico, malattia di Alzheimer). Analogamente, un settore di ricerca ci vede coinvolti nello studio della struttura del distroglicano, una proteina fondamentale per il corretto sviluppo e mantenimento dei muscoli, che svolge un ruolo chiave nello sviluppo dei alcune classi di distrofie muscolari. Inoltre, il nostro gruppo è molto attivo nello studio di proteine batteriche cruciali per la virulenza di specie batteriche patogene, bersaglio di molecole potenzialmente utili allo sviluppo di una nuova generazione di antibatterici, alternativi agli antibiotici inquanto in grado di evitare la selezione di specie antibiotico-resistenti. In questo senso si inquadrano i nostri studi sul Quorum Sensing, un meccanismo di comunicazione batterica che attiva alcuni importanti fattori di virulenza del microorganismo, e sullo sviluppo di inibitori della sintesi del NAD, un cofattore centrale in tutti i processi redox della cellula.
L’approccio seguito dal nostro gruppo utilizza tecniche all’avanguardia nei campi della biologia strutturale e della biologia molecolare per l’espressione e la purificazione, a partire dai rispettivi geni, di campioni di proteine ricombinanti adatti alla caratterizzazione strutturale. Per lo studio sperimentale della struttura tridimensionale delle macromolecole utilizziamo metodologie quali la cristallografia, lo Small-Angle Scattering di raggi-X (SAXS), l’NMR, il Dynamic Light Scattering (DLS) e il dicroismo circolare. Questi metodi sono spesso integrati con studi computazionali, quali il docking in-silico e la dinamica molecolare. Gli studi strutturali sono inoltre associati a studi funzionali sia cinetici che termodinamici per mezzo di spettroscopia UV-VIS, Differential Scanning Fluorimetry (Thermofluor) e Isothermal Titration Calorimetry (ITC). La caratterizzazione biofisica e funzionale si avvale inoltre di metodiche avanzate di biologia molecolare per la preparazione di mutanti ad-hoc atti a fornire importanti indicazioni sui determinanti molecolari coinvolti in specifiche funzioni biologiche.
Referente: Dott. DORIANO LAMBA
Tel.: 040-3757527
E-mail: doriano.lambaATts.ic.cnr.it
PERSONALE COINVOLTO:
FACILITIES E LABORATORI A DISPOSIZIONE:
Laboratorio di Caratterizzazione Biofisica –TS
Facility di cristallizzazione – TS
X-Ray Diffraction beamline @ELETTRA-Sincrotrone Trieste – XRD1
Sincrotroni ESRF (Grenoble, linee di cristallografia e SAXS), DESY/EMBL (Amburgo, linea di SAXS) e DIAMOND (Oxford, linee di cristallografia e SAXS)
PROGETTI DI RICERCA NEL GRUPPO:
Le attività di ricerca riportate non sono al momento oggetto di un finanziamento specifico.
PUBBLICAZIONI NEL GRUPPO:
Signorino G, Covaceuszach S, Bozzi M, Hübner W, Mönkemöller V, Konarev PV, Cassetta A, Brancaccio A, Sciandra F. A dystroglycan mutation (p.Cys667Phe) associated to muscle-eye-brain disease with multicystic leucodystrophy results in ER-retention of the mutant protein. Human Mutation (2018) 39:266-280.
Covaceuszach S, Bozzi M, Bigotti MG, Sciandra F, Konarev PV, Brancaccio A, Cassetta A. (2017). The effect of the pathological V72I, D109N and T190M missense mutations on the molecular structure of α-dystroglycan. PLoS ONE (2017) 12:e0186110.
Zha X, Lamba D, Zhang L, Lou Y, Xu C, Kang D, Chen L, Xu Y, Zhang L, De Simone A, Samez S, Pesaresi A, Stojan J, Lopez MG, Egea J, Andrisano V, Bartolini M. (2016) Novel Tacrine-Benzofuran Hybrids as Potent Multitarget-Directed Ligands for the Treatment of Alzheimers Disease: Design, Synthesis, Biological Evaluation, and X-ray Crystallography. Journal of Medicinal Chemistry (2016) 59:114-131.
Paoletti F, de Chiara C, Kelly G, Covaceuszach S, Malerba F, Yan R, Lamba D, Cattaneo A, Pastore A. Conformational Rigidity within Plasticity Promotes Differential Target Recognition of Nerve Growth Factor. Frontiers in Molecular Biosciences (2016) 3:83.
Da Silva DP, Patel HK, González JF, Devescovi G, Meng X, Covaceuszach S, Lamba D, Subramoni S, Venturi V. Studies on synthetic LuxR solo hybrids. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (2015) 5:52.
