FROM PROTEIN STRUCTURE TO DRUG DESIGN (DISCOVERY): TARGETING THE ION CHANNEL ASIC1 AND A PATHOGENIC VARIANT OF HUMAN GELSOLIN.
Tesi di Dottorato
Data di Pubblicazione:
2019
Citazione:
FROM PROTEIN STRUCTURE TO DRUG DESIGN (DISCOVERY): TARGETING THE ION CHANNEL ASIC1 AND A PATHOGENIC VARIANT OF HUMAN GELSOLIN / A. Hassan ; scientific tutor: M. Bolognesi ; scientific cotutors: E. Mastrangelo, M. De Rosa. DIPARTIMENTO DI BIOSCIENZE, 2019 Mar 15. 31. ciclo, Anno Accademico 2018. [10.13130/hassan-amal_phd2019-03-15].
Abstract:
La conoscenza della struttura tridimensionale di un potenziale target farmacologico apre la via a nuove strategie terapeutiche (ad esempio tramite structure-based drug design (SBDD)) ed è requisito fondamentale per la bioinformatica strutturale.
In questo contesto, durante la mia tesi di dottorato, sono state studiate due proteine di interesse biomedico. La prima è una proteina di membrana, l’isoforma 1 dell’Acid Sensing Ion Channel (ASIC), implicata in diverse malattie neurodegenerative. In studi precedenti il diminazene aceturato (DA) si era dimostrato un potente inibitore del canale. Diversi analoghi di DA sono stati progettati su base strutturale e la loro affinità per ASIC analizzata tramite docking molecolare. Le molecole migliori sono state testate in saggi cellulari per valutarne l’efficacia. Per caratterizzare la capacità inibitoria degli analoghi sintetizzati in vitro, è stato messo a punto un protocollo per la produzione della proteina ASIC1, utilizzando diversi sistemi di espressione eterologa. La purificazione della proteina è stata effettuata usando un approccio high-throughput per supportare successivamente la cristallizzazione della proteina, al fine di ottenere informazioni più dettagliate sul meccanismo d’azione degli analoghi del DA e, di conseguenza, disegnare nuovi farmaci, isoforma-selettivi e in grado di attraversare la barriera emato-encefalica.
In secondo luogo, ho studiato la proteina Gelsolin (GSN), responsabile di una malattia familiare degenerativa (detta amiloidosi AGel). Lo scopo di questo progetto era quello di investigare l'effetto della mutazione D187N sulla struttura di GSN e la sua propensione ad aggregare e/o degradarsi in maniera anomala. Il D187N GSN è stato il primo mutante ad essere identificato, ma, ad oggi, non si avevano informazioni sulla sua struttura. In uno studio precedente, era stato identificato un nanobody (Nb11) in grado di proteggere la proteina dalla degradazione, ma il meccanismo di protezione non era stato chiarito. Nel mio lavoro ho risolto la struttura del complesso Nb11:D187N a 1.9 Å, permettendo la caratterizzazione molecolare del meccanismo di azione del Nb11. I dati strutturali ottenuti sono stati completati con una caratterizzazione biofisica e biochimica, estesa anche ad altre due varianti patologiche della GSN, recentemente identificate (G167R e N184K).
Tipologia IRIS:
Tesi di dottorato
Keywords:
Gelsolin; Acid-sensing Ion Channel 1 (ASIC1); structure-based design (SBD); Nanobody; drug-discovery
Elenco autori:
A. Hassan
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