La "Molecola del Mese" presenta brevi articoli
su molecole scelte nel Protein Data
Bank (Banca Dati delle Proteine). Ogni pubblicazione comprende
un'introduzione alla struttura e alla funzione della molecola, una discussione
sull'importanza della molecola per la salute e per il benessere dell'uomo,
e suggerimenti su come i visitatori possono vedere da soli le strutture
più significative.
La "Molecola del Mese" non è stata concepita
per diventare un indice completo delle molecole presenti nel PDB, e
nemmeno vuol essere un archivio storico. Le strutture usate per illustrare
ogni pubblicazione sono scelte a discrezione dell'autore della "Molecola
del Mese" prof. David S. Goodsell..
Qui
si possono trovare altre immagini e informazioni sugli articoli pubblicati
nella Molecola del Mese.
La traduzione italiana dei testi originali è eseguita dal prof.
Mauro Tonellato dell'ITIS Natta di Padova e pubblicata qui per gentile
autorizzazione dell'autore prof. David S. Goodsell. Spesso sono state
aggiunte immagini o spiegazioni per rendere più chiara la trattazione.
Se volete usare queste immagini, siete tenuti ad includere una citazione
informativa con i dati corretti, che potete trovare nell'archivio
PDB nella pagina che è associata ad ogni struttura. Dovete anche
includere un riconoscimento per il creatore delle immagini David S.
Goodsell del The Scripps Research Institute.
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Nitrobindina
Dicembre 2010
La maggior parte del lavoro, nella cellula,
viene svolto dalle proteine. Alcune proteine, però, per funzionare
correttamente, hanno bisogno dell'aiuto di molecole non proteiche.
L'emoglobina, per esempio, utilizza una grossa molecola chiamata
eme (mostrata qui a lato) per intrappolare l'ossigeno O2
la cui piccola molecola sarebbe altrimenti difficile da catturare.
. . .
Quando i ricercatori del CESG hanno scoperto una nuova proteina
contenente eme nella pianta Arabidopsis, si sono subito incuriositi
e si sono chiesti quale fosse la funzione di questo nuovo eme.
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Inteine
Novembre 2010
Nella maggior parte dei casi i geni codificano
per una singola proteina. Esistono dei casi particolari, però,
nei quali questa limitazione può essere aggirata.
I virus, per esempio, che hanno un genoma piccolissimo, spesso
hanno geni che codificano per lunghe poliproteine che, dopo
la sintesi, devono essere tagliate da un enzima specifico per formare
un pool di proteine più piccole perfettamente funzionanti.
Le inteine sono un esempio di sintesi di due proteine
dallo stesso gene.
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Riboswitch
Ottobre 2010
Perché usare più molecole quando ne potrebbe bastare
una sola? Nelle nostre cellule la sintesi proteica è controllata
da migliaia di proteine regolatrici che collaborano per decidere
quando una determinata proteina deve essere sintetizzata. I batteri,
invece, che sono maestri di economia, hanno trovato il modo, in
alcuni casi, di indurre l'RNA messaggero a controllarsi da solo
senza l'aiuto di proteine.
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Isocitrato
Deidrogenasi
Settembre 2010
Lo zucchero ha un buon sapore ed è ovvio
perché il glucosio è la principale fonte di energia
per tutti gli organismi aerobi. Lo zucchero viene demolito nella
via catabolica principale chiamata respirazione cellulare
che comprende la glicolisi, la decarbossilazione ossidativa
e il ciclo di Krebs e alla fine porta alla sintesi di ATP.
Gli enzimi di questo percorso biochimico spezzano la catena di carboni
del glucosio producendo CO2
e catturano l'energia liberata in ogni passaggio. L'enzima isocitrato
deidrogenasi realizza la terza reazione del ciclo di Krebs (o
ciclo dell'acido citrico) nella quale rilascia una molecola di CO2
in seguito all'ossidazione e alla decarbossilazione
dell'acido isocitrico. Nella reazione vengono rimossi due idrogeni,
il primo è uno ione idruro H-
che, durante l'ossidazione, viene trasferito al NAD+
e che servirà poi per azionare la rotazione dell'enzima ATP
sintasi. L'altro idrogeno viene rimosso come H+
durante la decarbossilazione.
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Interferone
Agosto 2010
Le nostre cellule hanno sviluppato molte difese contro i virus.
Quando vengono infettate, sintetizzano enzimi che rallentano la
crescita proteica e che rallentano quindi anche la crescita dei
virus, inoltre sintetizzano enzimi che tagliano l'RNA a doppia elica,
una molecola che viene prodotta soprattutto dai virus. Le cellule
infette, inoltre, allertano il sistema immunitario esponendo frammenti
di proteine virali sulla loro superficie. Infine, nel peggiore dei
casi, le cellule infette fanno l'estremo sacrificio e si autoditruggono
con l'apoptosi. E' ovvio che le nostre cellule, normalmente, non
fanno tutte queste cose e possono mettere in atto misure così
drastiche solo quando sono attaccate dai virus. L'interferone è
il mezzo con cui le cellule segnalano che è il momento di
entrare in modalità di combattimento contro i virus.
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Cristalline
Luglio 2010
Mentre leggiamo queste righe, la luce proveniente
dallo schermo viene messa a fuoco nei nostri occhi da una lente,
il cristallino, che è costituito da una soluzione
concentrata di proteine cristalline. Il cristallino è
fatto di cellule allungate che, nelle fasi iniziali del loro sviluppo,
si sono riempite di proteine cristalline e poi si sono lasciate
morire espellendo il nucleo e i mitocondri e lasciando solo una
soluzione liscia e trasparente di proteine. Da questo momento e
per tutta la nostra vita utilizziamo queste proteine per vedere.
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EGF,
Fattore di Crescita Epiteliale
Giugno 2010
Le nostre cellule comunicano costantemente tra
loro per negoziare il trasporto e l'uso delle risorse e per decidere
quando crescere, quando fermarsi, quando morire. Spesso questi messaggi
sono portati da piccole proteine come il fattore di crescita epiteliale
EGF mostrato in rosso qui a destra dal file PDB 1egf. Il
fattore EGF è un messaggero che dice alle cellule di crescere.
E' rilasciato dalle cellule che si trovano in un'area di crescita
attiva e viene catturato dalla stessa cellula che l'ha prodotto
o dalle sue vicine e ne stimola la mitosi, cioè la
divisione cellulare. Il fattore EGF è catturato da un recettore
EGF sulla superficie cellulare che in seguito rilascia un messaggio
di segnalazione all'interno della cellula, stimolando alla fine
i processi che portano alla divisione cellulare per mitosi e quindi
alla crescita.
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Concanavalina
A: Permutazione Circolare
Aprile 2010
L'evoluzione è una grande manipolatrice:
quando trova un progetto di successo, lo usa ancora e ancora introducendo,
se possibile, variazioni e miglioramenti. Gli esempi di questo tipo
sono moltissimi.
La maggior parte dei mammiferi ha quattro zampe che hanno assunto
le forme più diverse e che si sono evolute in braccia e gambe
e persino in pinne e ali. La maggior parte delle piante sono coperte
di foglie, che hanno assunto forme molto diverse, da quella ad ago
delle conifere a quella a lamina espansa delle latifoglie.
Anche nella struttura e nella sequenza delle proteine troviamo grandi
diversità generate da variazioni. Le proteine, in generale,
si evolvono attraverso una lenta mutazione di singoli amminoacidi,
ma si possono anche evolvere attraverso cambiamenti più grandi
che coinvolgono interi tratti proteici quando i geni delle proteine
vengono tagliati e riassemblati in un nuovo ordine.
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Glicoproteina
P
Marzo 2010
L'ambiente è pieno di sostanze tossiche che possono attaccare
le nostre cellule. Queste si difendono in molti modi. In alcuni
casi usano enzimi per trasformare le molecole dannose in modo da
renderle innocue. In altri casi sequestrano i composti pericolosi
togliendoli di mezzo. Infine le cellule possono costruire delle
pompe specializzate ad individuare le molecole velenose ed espellerle
all'esterno della membrana cellulare.
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Ribosoma
70S
Gennaio 2010
I ribosomi sono una delle meraviglie del mondo cellulare che potete
esplorare visitando gli archivi PDB. Nell'anno 2000, i biologi strutturali
V. Ramakrishnan, T. Steitz e A. Yonath hanno reso disponinili nel
PDB le prime strutture di subunità ribosomiali. Nel 2009
hanno vinto il premio Nobel per questo lavoro. Oggi sono disponibili
le strutture di molte altre molecole coinvolte nella sintesi proteica,
compresi gli RNA-transfer e i fattori di allungamento. A partire
da queste strutture sono state ricostruite centinaia di strutture
di ribosomi interi che rivelano i dettagli atomici di molti dei
passaggi della sintesi proteica.
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Molecola
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