Molecola del Mese
di David S. Goodsell
Trad. di Mauro Tonellato
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Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato |
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L'Alfabeto
delle Proteine
Le proteine che costituiscono pelle, muscoli, capelli, ossa
e altri organi del nostro corpo sono essenzialmente delle lunghe catene di amminoacidi
legati in sequenza uno all'altro. Esistono 20 diversi amminoacidi e si possono
considerare l'alfabeto che compone il linguaggio delle proteine: quando vengono
legati in una particolare sequenza, danno vita ad una precisa struttura (una
proteina) in grado di svolgere una specifica funzione. Gli amminoacidi sono
diversi tra loro per forma, dimensione, polarità, carica elettrica e
altre caratteristiche. Alcuni amminoacidi vengono sintetizzati nel nostro corpo
a partire dai prodotti di degradazione degli zuccheri e degli acidi grassi,
altri vengono sintetizzati a partire da amminoacidi diversi per azione di enzimi
specifici. Infine, alcuni di loro, chiamati amminoacidi essenziali, non possono
essere sintetizzati nel nostro corpo e li dobbiamo assumere con gli alimenti.
La fenilalanina è uno di questi amminoacidi essenziali. Ha una struttura
molto simile ad un altro amminoacido, la tirosina, che ha solo un gruppo idrossilico
(OH) in più. Le cellule del fegato contengono un enzima chiamato fenilalanina
idrossilasi che può aggiungere questo gruppo OH e così può
convertire la fenilalanina in tirosina. Finché questo enzima è
attivo e c'è un apporto sufficiente di fenilalanina, la tirosina può
essere sintetizzata nel nostro corpo e non è necessario che sia presente
nel cibo che mangiamo.
Fenilalanina Idrossilasi
Quattro molecole di fenilalanina idrossilasi interagiscono
per formare un tetramero che è l'unità funzionale di questo enzima.
Ogni molecola nel tetramero è organizzata in tre domini: un dominio regolatore,
un dominio catalitico dove risiede l'attività enzimatica ed un dominio
di tetramerizzazione che tiene unite le quattro catene nel tetramero. Nel centro
di ogni dominio catalitico c'è uno ione ferro che ha un importante ruolo
nell'azione enzimatica. La struttura dell'enzima completo tetramero è
mostrata qui sopra. E' composta di due strutture: la prima è presa dall'archivio
PDB 2pah e include la struttura del dominio catalitico
e di quello di tetramerizzazione dell'enzima, la seconda è presa dall'archivio
PDB 1phz e include il dominio regolatore legato in modo
flessibile al dominio catalitico.
Fenilchetonuria
Di solito, con la nostra dieta, assumiamo molta più
fenilalanina del necessario e questo ci può causare dei problemi. Normalmente,
l'enzima fenilalanina idrossilasi provvede alla rimozione di circa il 75% della
fenilalanina che abbiamo assunto in eccesso convertendola in tirosina. Nel 1934,
però, un medico norvegese, Asbjorn Folling, scoprì che l'urina
di due dei suoi giovani pazienti mentalmente handicappati aveva un livello alto
di fenilalanina. Questi sono stati i primi casi diagnosticati di fenilchetonuria,
una grave malattia genetica dovuta all'assenza o al cattivo funzionamento dell'enzima
fenilalanina idrossilasi. Comunque, si è dovuto attendere fino ai primi
anni 1950 prima che queste informazioni venissero utilizzate nella pratica medica.
Un bambino che soffriva di fenilchetonuria fu trattato con una dieta a basso
contenuto di fenilalanina, dimostrando che molti dei sintomi di questa malattia
possono essere fatti regredire se curati in tempo. Al giorno d'oggi è
diffusa la pratica di fare ai neonati il test della fenilchetonuria e di sottoporli
ad una dieta povera di fenilalanina se trovati positivi. Quando questi bambini
crescono, devono anche evitare il dolcificante Aspartame, che contiene fenilalanina
e che si trova ad esempio in alcune bibite "senza zucchero".
In alcuni casi la fenilchetonuria è causata dalla mancanza di tetraidrobiopterina,
un cofattore essenziale per l'enzima, o dall'incapacità di rigenerarlo.
Questi casi possono essere trattati con farmaci a base di tetraidrobiopterina.
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