Presupposti. Le proteasi ed i loro inibitori svolgono una funzione determinante nello sviluppo del sistema nervoso, nella sua emostasi e stato patologico. La neuroserpina appartiene alla superfamiglia degli inibitori delle proteasi a serina (serpine). Essa è secreta dalle cellule neuronali, prominentemente nelle aree del cervello coinvolte nell¿apprendimento, nella memoria e nel comportamento, per cui si pensa abbia un ruolo nella genesi delle sinapsi; inoltre, conferisce protezione neuronale in patologie quali l¿ischemia cerebrale e l¿epilessia. La sua principale funzione consiste nell¿inibizione dell¿attivatore tissutale del plasminogeno (tPA).
La superfamiglia delle serpine è caratterizzata da un meccanismo d¿azione molto conservato e ben noto, detto ¿a substrato suicida¿, somigliante ad una trappola per topi. Le serpine, infatti, presentano un segmento peptidico esposto al solvente, chiamato ¿loop di reazione¿, il quale funge da pseudo-substrato per le proteasi bersaglio. Dopo che la proteasi si lega al loop di reazione e taglia il centro reattivo, il loop dapprima esposto al solvente si inserisce nel corpo centrale della serpina e la proteasi, rimanendo covalentemente legata al sito reattivo, viene traslocata dal lato opposto dell¿inibitore, dove viene inattivata per mezzo di un riarrangiamento molecolare. La mobilità strutturale delle serpine, necessaria per la loro attività inibitoria, rende questi inibitori estremamente sensibili alle mutazioni puntiformi, le quali causano instabilità conformazionale. Mutazioni puntiformi nella neuroserpina causano transizioni conformazionali aberranti e la formazione di polimeri che vengono trattenuti nel reticolo endoplasmatico dei neuroni, dando origine a corpi d¿inclusione. Questo fenomeno causa una forma di demenza a trasmissione autosomica dominante denominata encefalopatia familiare con corpi d¿inclusione formati da neuroserpina (FENIB). Mentre gli effetti deleteri della polimerizzazione delle serpine sono noti, solo recentemente si stanno intuendo gli effetti di variazioni conformazionali minori, quali segnali per un ampio spettro di risposte patologiche, per cui si rende fondamentale conoscere la struttura tridimensionale di queste molecole.
Obiettivo. L¿obiettivo di questa ricerca è definire la struttura della neuroserpina umana nella sua forma attiva, per poi inserirvi le mutazioni che causano patologie, quali la FENIB.
Per raggiungere questo scopo ho iniziato una collaborazione con un laboratorio di riconosciuta fama internazionale nel campo della cristallizzazione diretto dal Prof. M. Bolognesi, nell¿ambito di un progetto Cariplo. Ad ora abbiamo già ottenuto un campione proteico omogeneo da cellule di E. coli, atto alla cristallizzazione. I fondi ottenuti dal finanziamento FIRST mi permetterebbero di approfondire quegli aspetti che, seppur di rilevante interesse scientifico, verrebbero tralasciati perché meno consoni alle linee guida del progetto sopraccitato.