Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Proteina Attivatore di Cataboliti

Indice 2003

Golosi di dolci
I batteri amano lo zucchero. In particolare, i batteri amano il glucosio che è facilmente digeribile e può essere rapidamente trasformato in energia chimica. Quando il glucosio è abbondante, i batteri ignorano gli altri alimenti che si trovano nel loro ambiente e si nutrono solo con il loro cibo favorito. Ma, quando il glucosio scarseggia, cambiano atteggiamento e mettono in moto l'apparato necessario per utilizzare altre fonti di energia.

Messaggero Secondario
I batteri usano un'insolita forma modificata di ATP, la molecola che porta energia chimica nella cellula, per informare il loro apparato sintetico di quello che stanno mangiando in quel momento. Quando i livelli di glucosio scendono, viene attivata la adenil ciclasi, un enzima che si trova sulla superficie della cellula. Questo enzima afferra le molecole di ATP, taglia via due fosfati, e riconnette la parte terminale libera del fosfato rimasto con l'OH in posizione 3' sulla molecola, creando un nuovo anello a 6 atomi (come si vede nell'immagine tridimensionale qui a destra). Questo prodotto, chiamato AMP ciclico, viene rilasciato e diffonde attraverso la cellula, stimolando la produzione degli enzimi che trasformano molecole di cibo diverse dal glucosio. A causa del suo ruolo nel trasportare messaggi dal sensore di glucosio primario (adenil ciclasi) all'apparato sintetico, l'AMP ciclico è noto come messaggero secondario.

AMP ciclico
(per vederlo è necessario avere installato CHIME plugin, -help-)

Leggere il Messaggio
La proteina attivatore di cataboliti (CAP), anche nota come proteina recettore dell'AMP ciclico (CRP), è attivata dall'AMP ciclico e stimola la sintesi degli enzimi che degradano molecole nutrienti diverse dal glucosio. È composta di due subunità identiche, mostrate qui in blu dall'archivio PDB 1cgp. Quando l'AMP ciclico (mostrato qui in magenta) si lega, cambia leggermente la conformazione della proteina, rendendola perfetta per legarsi al DNA (mostrato qui in rosso). La CAP si lega ad una specifica sequenza di DNA che si trova vicino ai geni che vengono attivati. Come vedremo nella prossima pagina, quando la CAP si lega al DNA, induce la RNA polimerasi a legarsi in quel luogo e a cominciare la trascrizione.

Trovare un Appiglio
La CAP è piuttosto rude quando si lega al DNA: lo afferra e lo piega di circa 90 gradi. Questa non è una piegatura leggera. Poichè il DNA è una doppia elica con due scanalature che scorrono a spirale lungo la catena, si piega più facilmente in alcune direzioni. La CAP piega il DNA più nettamente nelle due posizioni dove le alfa eliche della proteina toccano la scanalatura principale del DNA che è comprimibile.

Avanti: CAP in Azione