Studio dei meccanismi di interazione tra pigmenti di origine naturale e oligonucleotidi modello mediante spettroscopia NMR e calcoli di chimica computazionale
Progetto I perilenchinoni sono pigmenti attualmente studiati per un loro potenziale utilizzo nella terapia fotodinamica dei tumori. L¿ azione fototossica si esplica a livello delle membrane cellulari, ma lo stress ossidativo da essi prodotto puo¿ agire anche a livello degli acidi nucleici sia attraverso un trasferimento elettronico diretto, sia mediante produzione di ossigeno singoletto. Calcoli teorici ed esperimenti di ¿footprinting¿ hanno dimostrato che le basi piu¿ suscettibili all¿ attacco ossidativo sono le guanine. Nei perilenchinoni il sistema aromatico non è planare, ma possiede una forma elicoidale a ¿farfalla¿ o a ¿X¿, in funzione della natura e numero dei sostituenti. Un¿ altra classe di pigmenti polifenolici, che possono trovare interessanti applicazioni in ambito terapeutico, sono le antocianidine presenti nelle bacche di Vitis vinifera ed di cui è noto il ruolo benefico nei confronti di malattie croniche e degenerative quali l¿arteriosclerosi e il cancro. E¿stata di recente dimostrata l¿attività inibitoria nei confronti della topoisomerasi umana (Habermeyer M.,et al.¿ ¿Anthocyanidins modulate the activity of human DNA topoisomerase I and II and affect cellular DNA integrity¿ ¿ Chem. Res. Toxicol. (2005). 18: 1395-1404), un enzima chiave nelle cellule in fase di attiva proliferazione ed attualmente il target farmacologico piu¿ studiato nello sviluppo di nuove molecole a potenziale azione antitumorale. Si intende studiare l¿ attività fotodinamica di alcuni perilenchinoni, quali ad es. la cercosporina e la fagopirina, nei confronti di sequenze oligonucleotidiche modello ottenute mediante tecniche PCR, investigandone in particolare la specificità di sequenza. Si intende inoltre proseguire gli studi di attività inibitoria nei confronti della topoisomerasi-I umana, analizzando in particolare altri derivati degli antociani che sono naturalmente presenti nell¿ uva, quali i coniugati dell¿ acido p-idrossicinnamico. I saggi di inibizione verranno effettuati sul plasmide pUC18, in cui verrà integrato il sito specifico di riconoscimento della topoisomerasi-I umana. La misura della costante di inibizione verrà condotta valutando la frazione di plasmide rilassato ottenuta trattando il DNA superavvolto con la topoisomerasi in presenza di quantità variabili di inibitore. Si procederà infine ad uno studio dettagliato della struttura, conformazione e dinamica in soluzione dei segmenti di DNA target, anche in presenza dei ligandi considerati, mediante esperimenti NMR bidimensionali e calcoli di meccanica e dinamica molecolare. Verranno utilizzati campi di forze specifici per la simulazione degli acidi nucleici (Charmm-27) in presenza di molecole d¿ acqua e contro-ioni. Verrà infine investigato l¿ utilizzo di programmi quantomeccanici (Gaussian) per valutare il ruolo della conformazione delle particolari sequenze oligonucleotidiche considerate nel modulare i rispettivi valori dei potenziali di ionizzazione.