Studio sulla proteina MsmDnaB1: una nuova inteina di classe 3

1 1. Introduzione 1.1 Le Inteine Le Inteine sono proteine composte da un numero di amminoacidi molto variabile, compreso tra 128 e 800 definite anche introni di proteine (in analogia agli introni di RNA) grazie alla loro capacità di mediare un processo di splicing(Y. Anraku et al. 2009) (Figura 1.1-1). Ad oggi non è noto il ruolo biologico di queste proteine; il fatto che esse siano state ritrovate in tutti e tre i domini filogenetici (eucarioti, archea, procarioti) suggerisce che losplicingproteicoabbia unaantica origineevolutiva (Liu XQ, Annu Rev Genet.2000). Le inteinesono state ritrovate inproteinecon funzionidiverse,tra cuienzimi metabolici, DNA e RNA polimerasi, proteasi, ribonucleotideriduttasie ATPasi ditipovacuolare (Bowman EJ et al. J Biol Chem. 1988). Tuttavia,gli enzimicoinvolti nella replicazionee riparazione del DNAsembrano essere piø ricchi di inteine. (Gogarten et al.BMC Evol Biol 2006). La distribuzione filogenetica delleinteineè sporadica(Pietrokovski S. Trends in Genetics 2001) (Figura 1.1-2). La presenza di uninteinain un particolare genenon significa necessariamenteche unomologaesteinadauna specie simileo ceppoavrà la stessa inteina. In questo momento,non è chiarose il modello didistribuzione delle inteinerappresentila perdita diinteineantiche oacquisizionipiørecentidiinteinea causa dellamobilità del gene stesso. In molti casianalizzati,il “codonusage”ed il contenutoGCdelleinteineè diverso dallaregioneesteina circostante,suggerendo unarecentetrasmissione orizzontale.Organismi che hannoun gran numero diinteinepossono averle acquisite perchØ(1) possono facilmente prendereil DNAdall'ambiente(naturalmentecompetente), (2) per la presenza di virus inazione,elementidi coniugazione, plasmidi ecc. che hannoampicampi diaccoglienza,o (3)perchØ ci sonoefficientimacchinari di conversione genica e supporto, sistemi di riparazionerotturee /o sistemi diricombinazione(Liu XQ, Annu Rev Genet.2000). La prima inteina è stata scoperta nell'enzima ATPasi dei vacuoli del lievitoS. cerevisiae(Hirata 1990, Kane 1990). Fu trovato infatti un inserimento in frame nel gene VMA1; la sequenza nucleotidica del gene faceva prevedere che la proteina corrispondente fosse composta da 1071 amminoacidi per un peso di circa 118 kDa, ma di fatto la proteina che si otteneva aveva una dimensione di 67 kDa. Le sequenze amminoacidiche nelle regioni C- e N- terminale della proteina erano molto simili alle