La struttura enzimatica fornisce un percorso promettente per nuovi trattamenti contro il cancro

Utilizzando Advanced Photon Source dell’Argonne National Laboratory, i ricercatori hanno determinato la struttura di un enzima che svolge un ruolo chiave nella diffusione delle cellule tumorali. È probabile che ognuno di noi sia stato colpito dal cancro in un modo o nell’altro. A differenza di altre malattie mortali, il cancro può assumere molte forme all’interno del corpo umano, quindi saperne di più su un singolo enzima legato a molti tipi di questa malattia potrebbe portare a trattamenti più efficaci.

I ricercatori che utilizzano i potenti fasci di raggi X generati presso l’Advanced Photon Source (APS), una struttura per gli utenti dell’Office of Science del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) presso l’Argonne National Laboratory del DOE, hanno determinato la struttura di un tale enzima: Taspase1, che svolge un ruolo fondamentale nella produzione di cellule tumorali nell’uomo. Taspase1 stimola la crescita e la diffusione delle cellule tumorali in molteplici forme della malattia, dalla leucemia infantile al cancro del colon, al cancro al seno e al glioblastoma, che è una forma aggressiva di cancro al cervello o al midollo spinale. Con queste nuove informazioni sulla struttura di Taspase1 vengono fornite informazioni su come l’enzima potrebbe essere un bersaglio per futuri trattamenti contro il cancro. “L’importanza di questa regione di Taspase1 la rende un obiettivo primario per la progettazione di inibitori per la terapia antitumorale“.
Jose M. Martin-Garcia, Istituto di Chimica Fisica di Rocasolano

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Il team di ricerca, guidato da scienziati attuali ed ex dell’Arizona State University, ha svolto questo lavoro presso il National Institute of General Medical Sciences e il National Cancer Institute Structural Biology Facility (GM/CA) presso l’APS. Il documento risultante è stato pubblicato su Structure . “Abbiamo segnalato l’importanza di un frammento precedentemente inosservato di Taspase1 che può essere utilizzato come bersaglio attraente per inibire la sua funzione“, ha affermato il ricercatore capo Jose M. Martin-Garcia, attualmente dell’Istituto di chimica fisica Rocasolano di Madrid, in Spagna. All’epoca di questa ricerca, Martin-Garcia lavorava nel laboratorio di Petra Fromme, professore all’Arizona State e coautore dell’articolo.

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Taspase1 è un tipo di enzima che viene inizialmente creato in una forma proenzimatica inattiva e quindi tagliato in parti per generare la sua forma attiva nelle giuste circostanze. “Questo tipo generale di attivazione avviene in altre funzioni biologiche, come la digestione e la coagulazione del sangue“, ha spiegato Michael Becker, un cristallografo di proteine ​​nella divisione di scienze dei raggi X ad Argonne. Per Taspase1, questo processo di affettatura o clivaggio risulta in due frammenti. Prima di questa ricerca, erano state determinate solo porzioni della struttura di Taspase1 e di questi frammenti. Cioè, fino a quando il team di Martin-Garcia non ha scoperto che potevano modificare leggermente l’enzima per unire questi frammenti, creando un anello che consentisse la cristallizzazione dell’intera molecola funzionale.

Il progetto non è stato esente da sfide, tuttavia, come ha spiegato Robert Fischetti, consulente per le scienze della vita del direttore dell’APS e leader del gruppo presso Advanced Photon Source. Fischetti ha guidato la progettazione, la costruzione e il funzionamento della suite di linee di luce, finanziata dal National Institutes of Health (NIH), utilizzata per questa ricerca sulla struttura di Taspase1. “La determinazione delle strutture di questi cristalli può essere piuttosto impegnativa“, ha detto Fischetti. “Le capacità che abbiamo sviluppato in GM/CA hanno permesso di raccogliere dati di qualità sufficiente per questa ricerca“. I risultati sono stati illuminanti. Il team di ricerca ha scoperto che una regione di Taspase1 forma una lunga struttura a forma di spirale che è vitale per il suo funzionamento.

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La struttura cristallina riportata nel nostro articolo è la prima a illustrare Taspase1 nel suo stato funzionalmente attivo e sottolinea l’importanza cruciale di questo frammento a forma di spirale”, ha affermato Martin-Garcia. “L’importanza di questa regione di Taspase1 la rende un obiettivo primario per la progettazione di inibitori per la terapia antitumorale“. La ricerca di Martin-Garcia e le intuizioni su Taspase1 raccolte attraverso l’APS di Argonne aiuteranno gli scienziati a progettare nuovi trattamenti diretti alla caratteristica strutturale unica di Taspase1 nella lotta contro il cancro.

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Riferimento: “Approfondimenti strutturali sulla funzione della Taspase umana cataliticamente attiva1” di Nirupa Nagaratnam, Silvia L. Delker e Rebecca Jernigan, 29 marzo 2021, Struttura .
Il finanziamento per questa ricerca è stato fornito dal National Cancer Institute (NCI); GM/CA presso l’APS è stato finanziato dall’NCI e dall’Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali (entrambi negli Istituti Nazionali di Sanità (NIH)); LS-CAT è stato finanziato dalla Michigan Economic Development Corporation e dal Michigan Technology Tri-Corridor; l’APS è stato finanziato dall’Office of Science del DOE.

fonte: scitechdaily.com

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