Molecola del Mese di Gennaio 2003
 Introduzione
Pensate a quanto è comodo essere capaci di mangiare. Ognuna delle
vostre cellule (ne avete dieci miliardi!) richiede un apporto continuo
di nutrimento. Ma voi non dovete preoccuparvi di questo problema, a pranzo
semplicemente mangiate ed il vostro corpo fa il resto. Il cibo viene digerito
e le molecole utili vengono trasportate alle vostre cellule in tutto il
corpo, sfruttando la circolazione del sangue come sistema di trasporto.
Il trasporto di molecole solubili in acqua, come lo zucchero, è
facile. Queste possono nuotare nel flusso sanguigno acquoso e vengono
assorbite dalle cellule lungo il percorso. Altri importanti nutrienti,
però, non sono solubili in acqua, così sono necessari speciali
trasportatori per guidarli verso le cellule affamate.
Trasportare Acidi Grassi
La Siero Albumina mostrata qui a fianco (file PDB 1e7i)
è il trasportatore degli acidi grassi nel sangue. Gli
acidi grassi sono essenziali per due cose fondamentali nel vostro corpo.
Sono i mattoni per costruire i lipidi che formano tutte le membrane
intorno e all'interno delle cellule. E sono anche delle ottime fonti
di energia, dato che possono essere degradati all'interno delle cellule
per formare ATP. Per questi motivi, il vostro corpo possiede una riserva
di acidi grassi che vengono immagazzinati sotto forma di grasso nel
tessuto adiposo. Quando il vostro corpo ha bisogno di energia o di materiali
per costruire nuove cellule, le cellule del tessuto adiposo rilasciano
acidi grassi nel sangue. Qui, gli acidi grassi vengono catturati dalla
Siero Albumina e portati in zone lontane del corpo.
Una Proteina Versatile
La Siero Albumina è la proteina più abbondante nel plasma
sanguigno. Ogni molecola di questa proteina può trasportare sette
molecole di acido grasso. Queste si legano in profonde fessure nella
proteina, seppellendo le loro code ricche di carboni al sicuro lontano
dall'acqua circostante. La Siero Albumina si lega anche a molte altre
molecole insolubili in acqua. In particolare, la Siero Albumina si lega
a molte molecole di farmaci, per esempio all'ibuprofen, e può
influenzare fortemente il modo in cui questi vengono trasportati attraverso
il corpo.
Una Proteina Generica
Dato che la Siero Albumina è così comune nel sangue e
così facile da purificare, è stata una delle prime proteine
ad essere studiata dagli scienziati. Oggi, una proteina simile, la Siero
Albumina Bovina, o BSA, viene usata estesamente nella ricerca quando
è necessaria una proteina generica. Molti enzimi sono instabili
quando vengono posti in una soluzione diluita, così è
difficile studiarli in laboratorio. Per risolvere il problema è
sufficiente aggiungere la BSA che stabilizza l'enzima durante l'esperimento,
ma è relativamente neutrale così non incide sulle proprietà
dell'enzima.
 Una
Collezione di Trasportatori
Nel sangue vengono trasportate molte molecole diverse , così
non deve sorprendere che il vostro corpo costruisca una vasta collezione
di proteine per trasportarle. Diversamente dalla Siero Albumina, molte
di queste sono trasportatori specifici, che trasportano solamente un
unico tipo di molecola. Qui ne vengono mostrati due esempi.
La transtiretina, illustrata qui a fianco in verde (file PDB
1tha), trasporta ormoni tiroidei.
La transferrina, illustrata qui a fianco in blu (file PDB 1h76),
trasporta ioni ferro.
Il sangue è pieno di questi indaffarati trasportatori che portano
il loro carico in tutto il corpo.
 Esplorando
la Struttura
Nel PDB è disponibile tutta una serie di strutture di Siero Albumina
umana che mostrano in che modo acidi grassi diversi si legano alla proteina.
Nella molecola all'inizio della pagina (file PDB 1e7i),
vi sono sette molecole di un acido grasso saturo legate alla proteina.
Se ne possono vedere alcune che fanno capolino fuori dalla superficie.
La struttura mostrata qui a destra (file PDB 1gnj)
ha sette molecole di acido arachidonico legate al suo interno.
La proteina è mostrata con tubi blu e gli acidi grassi sono rappresentati
con sfere. Esaminando questa struttura, si notate che la catena della
proteina circonda le code ricche di carboni degli acidi grassi, schermandoli
dall'acqua circostante. L'acido arachidonico è un acido grasso
insaturo con tre doppi legami che formano rigide pieghe nella catena
di atomi di carbonio. È importante per la sintesi delle prostaglandine,
messaggeri molecolari utilizzati per segnalare il dolore e l'infiammazione.
Questa immagine è stata creata con Chime. Anche voi potete creare
immagini simili cliccando sui codici PDB qui sopra e scegliendo una
delle opzioni nel menù View Structure.
 Bibliografia
Stephen Curry, Peter Brick and Nicholas P. Franks (1999):
Fatty Acid Binding to Human Serum Albumin: New Insights from Crystallographic
Studies. Biochimica et Biophysica Acta 1441, pp. 131-140.
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