Analisi statistiche su banche dati di strutture di proteine

6 Capitolo 1 Introduzione – Le banche dati strutturali 1.1 Struttura tridimensionale delle proteine Le proteine costituiscono la base strutturale e funzionale di tutti i sistemi viventi. Tali complesse macromolecole esibiscono una notevole diversità funzionale, che permette loro di svolgere una miriade di attività fondamentali per la vita. Probabilmente, nessun altro tipo di macromolecola biologica potrebbe esplicare tutte le funzioni che le proteine hanno accumulato attraverso miliardi di anni di evoluzione. Qualsiasi considerazione sulla funzione di una proteina e’ indubbiamente agevolata dalla conoscenza della struttura che essa assume nel suo ambiente fisiologico. Una delle evidenze fondamentali nello studio di questi sistemi risiede nella correlazione tra struttura tridimensionale e funzione biologica. Pertanto, ricavare informazioni strutturali sulle proteine e sugli enzimi rappresenta un requisito essenziale per comprenderne i meccanismi di azione. Sebbene esistano numerose metodologie chimico-fisiche in grado di fornire dettagli strutturali, modelli tridimensionali completi si possono ottenere solo applicando tecniche di cristallografia e risonanza magnetica nucleare. La complessità molecolare dei sistemi proteici rende la determinazione sperimentale della loro struttura particolarmente difficoltosa. Allo stato attuale, il numero di proteine con struttura tridimensionale nota è estremamente piccolo se paragonato al numero di proteine di cui è nota la sequenza amminoacidica (Rost & Sander, 2000). L’ elevato sviluppo delle tecniche di genomica sta progressivamente incrementando questo divario. Nel corso degli ultimi anni, pero’, notevoli progressi tecnologici e metodologici nel settore della biologia strutturale hanno aumentato in modo significativo la velocità con la quale nuove strutture vengono determinate (Hendrickson, 2000). Innanzitutto, le analisi strutturali richiedono cospicue quantità di proteine purificate, la cui disponibilità è assicurata da tecniche di espressione e