Proprietà Strutturali di Proteine: Folding e Misfolding

INTRODUZIONE
Le proteine sono le macromolecole più versatili dei sistemi viventi ed hanno un ruolo fondamentale in tutti i processi biologici. Il folding proteico è il processo attraverso il quale la catena polipeptidica assume la sua struttura tridimensionale definitiva ed è quindi in grado di svolgere una funzione specifica mentre l' errato processo di folding (misfolding) origina una proteina che non si trova nel suo stato nativo e risulta nella maggior parte dei casi insolubile e priva di attività biologica.
La formazione di proteine mal ripiegate ha una conseguenza molto importante, la formazione delle cosidette fibre amiloidi, che è dovuta sostanzialmente alla insolubilità delle proteine misfolded e alla conseguente aggregazione e precipitazione delle stesse.
A causa della loro stabilità, le fibre amiloidi sono alla base i molte malattie neurodegenerative come l’ Alzhaimer, il morbo di Parkinson e la malattia di Huntington.

PROTEINA PRIONICA
La proteina prionica cellulare di membrana (PrPc) è codificata dal gene PRNP situato sul braccio corto del cromosoma 20 dell’ uomo e sul cromosoma 2 del topo e, sebbene sia composto da due esoni, l’ intero “open reading frame (ORF)” è localizzato solo nel secondo esone ed è molto conservato nelle diverse specie animali.
La proteina PrPc è composta da 253 amminoacidi, ha un peso complessivo di 33 – 35 kDa e viene espressa in maniera ubiquitaria soprattutto a livello del sistema nervoso.
A livello post – traduzionale si hanno tre modificazioni principali che sono:
- N – glicosilazioni che danno origine a tre isoforme: monoglicosilata, diglicosilata e non
glicosilata
- la rimozione proteolitica di un peptide di 22 amminoacidi all’ estremità N – terminale
- la sostituzione del C – terminale con un complesso glicosil – fosfatidilinositolo (GPI) per l’ ancoraggio della proteina alla membrana citoplasmatica.
La PrPc diviene pericolosa in seguito ad un mutamento conformazionale che può essere indotto da un prione infettante esogeno.
Il prione esogeno si inserisce nella membrana plasmatica, dove è presente la proteina prionica cellulare, e venendone in contatto diretto ne causa la conversione con un meccanismo ancora sconosciuto. Una volta formata, la PrPsc, induce cambiamenti conformazionali nelle altre PrPc attraverso un meccanismo autocatalitico.
La PrPsc presenta anch’ essa delle caratteristiche peculiari che sono:
- assenza di potere immunogeno (non si sviluppano anticorpi)
- assenza di potere infiammatorio (viene riconosciuta come self dall’ organismo)
- grande resistenza al calore secco e alle radiazioni UV
- sensibilità (ipoclorito di sodio per 30 min./autoclave 134°- 138°C/NaOH 1N O/N)