Meccanismi di immuno-regolazione: PARP-1 svolge ruoli opposti nel differenziamento delle cellule Th2 e T regolatorie

1 1. INTRODUZIONE 1.1. La famiglia PARP La poliADP-ribosilazione è una modificazione post-traduzionale di proteine nucleari coinvolte nella regolazione di importanti processi fisiologici, come il mantenimento dell'integrità genomica, la replicazione e la trascrizione del DNA e la morte cellulare. Consiste in una reazione reversibile catalizzata dalla poliADP-ribosio polimerasi (PARP) che, a partire dal NAD + , permette il trasferimento di unità di ADP-ribosio su specifiche proteine bersaglio e la formazione di polimeri di ADP-ribosio (PAR) lineari o ramificati (D‟Amours et al., 1999). Tale attività polimerasica è stata identificata in molti organismi eucarioti, dai funghi ai mammiferi (eccetto i lieviti S. cerevisae e S. pombe) ma anche in archeobatteri, eubatteri e virus a DNA doppio filamento (Hassa et al., 2006). Nell‟uomo la famiglia delle proteine PARP è costituita da 18 membri. Sebbene la funzione e la struttura di ognuno di essi non sia del tutto nota, per almeno cinque di loro sono state studiate le proprietà biochimiche ed enzimatiche: PARP-1 (113 kDa), PARP-2 (62 kDa), PARP-3 (60 kDa), PARP-4 (193 kDa), e PARP-5 o Tankyrasi 1 (142 kDa). Di questi, quello maggiormente studiato è PARP-1, un abbondante enzima nucleare coinvolto nella risposta cellulare al danno al DNA provocato da stress genotossico (Peralta-Leal et al., 2009). 1.1.1. La struttura di PARP-1 Nell‟uomo il gene PARP-1 si trova sul cromosoma 1q41-42 e la sua proteina è costituita da 1014 amminoacidi (aa), per un peso molecolare di 116 kDa. PARP-1 è una proteina molto abbondante: 0.2-2.0 x 10 6 molecole per cellula (in media 1.0x10 6 molecole per cellula) (D‟Amours et al., 1999; Ludwig et al., 1988; Yamanaka et al., 1988). PARP-1 ha un‟ organizzazione modulare in cui si possono evidenziare tre diversi domini funzionali: un dominio ammino-terminale, contenente il sito di legame al DNA (DBD), un dominio centrale di automodificazione, un dominio carbossi-terminale, che lega il substrato ed è responsabile dell'attività catalitica dell'enzima. Il DBD è compreso tra gli aa 1-373, contiene due motivi a dita di zinco (FI e FII) che agiscono come sensori della lesione nel DNA (Langelier et al., 2008), due motivi ad elica-giro-elica essenziali per il legame nel DNA (D‟Amours et al., 1999), ed una sequenza di localizzazione nucleare (NLS). All‟interno della sequenza NLS è presente il motivo DEVD, sit o bersaglio delle caspasi 3 e 7 (Meyer-Ficca et al., 2005).