Una ricerca dell’Istituto Officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste (Cnr-Iom) ha contribuito a chiarire il processo ttraverso cui determinate proteine (le Rho GTPasi, che regolano processi quali l'organizzazione del citoscheletro, il movimento cellulare e la comunicazione tra le cellule) si “disattivano” dopo aver svolto la propria funzione. Lo studio, coordinato dalle ricercatrici di Cnr-Iom Angela Parise e Alessandra Magistrato, è pubblicato sul Journal of the American Chemical Society (JACS).
Le Rho GTPasi sono proteine che agiscono come interruttori molecolari: alternano uno stato "acceso" e uno stato "spento". Quando questo sistema di regolazione viene alterato possono svilupparsi diverse patologie, tra cui tumori e metastasi.
Grazie a simulazioni avanzate, le ricercatrici sono riuscite a osservare con risoluzione atomica il meccanismo con cui la proteina RhoA origina la reazione chimica che determina il passaggio dalla forma attiva a quella inattiva.
Lo studio «ha identificato un meccanismo finora sconosciuto» spiega Parise (Cnr-Iom), prima autrice dello studio: «Durante la reazione, una glutammina, un amminoacido presente nel sito attivo della proteina, cambia temporaneamente struttura, comportandosi come una sorta di navetta che trasferisce protoni e rende possibile la reazione chimica. Al termine del processo, l'ingresso di molecole d'acqua permette alla proteina di ritornare nella configurazione iniziale, pronta per un nuovo ciclo di attività. Questo modello risolve un dibattito aperto da anni sul funzionamento delle Rho GTPasi».
Per il gruppo di ricerca, aggiunge Magistrato, «è stato particolarmente importante riuscire a ricostruire, passo dopo passo, l'intero meccanismo della reazione. L'integrazione tra simulazioni molecolari avanzate e dati strutturali ci ha permesso di osservare passaggi fondamentali che finora erano rimasti invisibili e di proporre un nuovo meccanismo d’azione di queste proteine. La possibilità di seguire il movimento degli atomi durante la reazione – prosegue - ci ha consentito di comprendere come la proteina riesca a disattivarsi e a tornare pronta per un nuovo ciclo. Si tratta di un approccio che potrà essere applicato anche allo studio di molte altre proteine coinvolte nella regolazione delle funzioni cellulari».