Ricerche

I ruoli contrastanti ma interdipendenti degli ioni metallici di rame e zinco nella regolazione dell'apoptosi esprimono perfettamente la dualità del più fondamentale dei processi biologici: vita e morte delle cellule. (Figura: Nicholas Farrell, PhD/VCU)I dettagli molecolari dell'interazione tra lo zinco, un oligoelemento essenziale del metabolismo umano, e l'enzima caspasi-3, che è centrale per l'apoptosi (= morte cellulare), sono stati chiariti da un nuovo studio condotto da ricercatori della Virginia Commonwealth University.

Lo studio è sulla copertina del numero di aprile della rivista Angewandte Chemie International Edition.

La disregolazione dell'apoptosi è implicata nel cancro e in malattie neurodegenerative come l'Alzheimer. Lo zinco è noto per pregiudicare questo processo, inibendo l'attività delle caspasi, che sono importanti bersagli farmacologici per il trattamento delle condizioni di cui sopra.

I risultati possono aiutare i ricercatori a progettare agenti terapeutici che mirano l'interazione zinco-caspasi per controllare specificamente l'attività delle caspasi, e quindi, l'apoptosi.

"Il lavoro è unico nel contribuire ad aprire una nuova e ampia area di ricerca che chiamiamo chimica bioinorganica dell'apoptosi: capire il ruolo degli ioni metallici essenziali in uno dei processi fondamentali della vita", ha dichiarato l'autore corrispondente Nicholas P. Farrell, PhD, che partecipa al programma di sviluppo Therapeutics del Massey Cancer Center della VCU ed è professore di chimica della Facoltà di Lettere e Scienze della VCU. "In effetti l'inibizione dell'apoptosi, da parte dello zinco, contrasta con il ruolo del suo vicino strettamente connesso, il rame, che si ritiene migliori l'apoptosi".

Nello studio, Farrell e il suo team di ricerca, A. Gerard Daniel, Ph.D., e Erica J. Peterson, hanno usato tecniche di enzimologia convenzionale e biofisiche, combinate con metodi computazionali di ultima generazione, per mostrare l'evidenza di un sito di interazione, finora sconosciuto, con le caspasi-3.

Secondo Farrell, le caspasi umane conosciute (scoperte a metà degli anni '90) sono 11, e sette di queste sono coinvolte nella morte cellulare. Lo studio suggerisce un sito di regolazione dello zinco che può essere comune a tutte le caspasi. Risultati precedenti avevano trovato altri siti dove lo zinco si lega alle caspasi-6 e -9. Ora, ha detto Farrell, la generalità delle osservazioni del team deve essere estesa e verificata in altre caspasi.

"La copertina [della rivista] riassume i ruoli contrastanti, ma interdipendenti degli ioni metallici di rame/zinco nella regolazione dell'apoptosi e coglie perfettamente la dualità di questo che è uno dei più fondamentali processi biologici", ha detto Farrell, la cui ricerca è stato finanziata dalla VCU e da una borsa di studio supportata dalla Altria Group Inc.

Fonte: Sathya Achia Abraham in Virginia Commonwealth University  (> English text) - Traduzione:Franco Pellizzari

Riferimenti:  A. Gerard Daniel, Erica J. Peterson, Nicholas P. Farrell. The Bioinorganic Chemistry of Apoptosis: Potential Inhibitory Zinc Binding Sites in Caspase-3. Angewandte Chemie International Edition, 2014; DOI: 10.1002/anie.201401105

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