Dal gene alla proteina alla malattia: piruvato cinasi e anemia emolitica ereditaria

La piruvato cinasi eritrocitaria (RPK) è un’enzima glicolitico essenziale per l’approvigionamento energetico cellulare. Anomalie nella funzione dell’RPK portano nell’uomo ad anemia emolitica non sferocitica, una malattia ereditaria che si trasmette come carattere autosomico recessivo.
Sono note finora oltre 150 mutazioni patologiche, ma le difficoltà riscontrate nell’isolare dal sangue di pazienti gli enzimi mutati ne hanno impedito un’approfondita caratterizzazione. Al fine di individuare le basi molecolari del deficit enzimatico e trovare una correlazione tra difetti molecolari ed entità dell’anemia, nonché definire il ruolo funzionale degli amminoacidi la cui sostituzione è responsabile dell’insorgenza della malattia, è stata avviata l’analisi funzionale di una decina di varianti enzimatiche della RPK. La scelta delle mutazioni da studiare è stata fatta sulla base della loro localizzazione proteica, ed ha avuto come target le interfacce fra i domini, il core idrofobico del dominio A ed il sito allosterico.
La comprensione delle alterazioni molecolari di queste varianti ha presupposto la determinazione delle proprietà cinetiche, regolatorie e della stabilità dell’RPK, che è stata prodotta in laboratorio con le tecniche del DNA ricombinante.
Nell’ambito di una collaborazione comune, presso il laboratorio di Biocristallografia del prof. Mattevi (Dipartimento di Genetica e Microbiologia, Università di Pavia) è stato avviato uno studio cristallografico nell’intento di risolvere la struttura tridimensionale della RPK ed delle varianti.