"STATI CORRISPONDENTI" NELL'ADATTAMENTO DELLE PROTEINE A CONDIZIONI AMBIENTALI ESTREME: un approccio combinato di simulazione molecolare, esperimenti e modelli teorici.

Paolo Calligari

L'adattamento degli organismi viventi a condizioni ambientali estreme Ë senz'altro una delle aree piu' interessanti della biologia molecolare. In questo seminario presentero' il caso di una proteina, il Fattore d'Iniziazione 6 (IF6), prodotta da un archea-batterio proveniente dai camini idrotermali presenti nei fondi oceanici (condizioni ambientali estreme di alta pressione e alta temperatura). In particolare, mi soffermero' sui recenti risultati ottenuti in esperimenti di diffusione di neutroni e simulazioni di dinamica molecolare svolti sulle IF6 prodotte da organismi adattati a condizioni ambientali molto diverse.Proporro' quindi l'analisi delle proprieta' dinamiche e strutturali della IF6 come esempio concreto per l'applicazione di due modelli teorici recentemente sviluppati: il modello di dinamica Browniana frazionaria[1] e un metodo recentemente sviluppato per la caratterizzazione della struttura secondaria delle proteine[2]. L'adattamento strutturale e dinamico, interpretato attraverso tali metodi, sembra suggerire l'ipotesi di un'evoluzione molecolare che proceda attraverso la creazione di "stati corrispondenti" atti a mantenere invariate, a differenti condizioni ambientali, le proprieta' molecolari delle proteine. Seguendo questo principio, mostrero' come le IF6, studiate nelle condizioni ambientali fisiologiche per i diversi organismi da cui sono prodotte, mostrino tra loro caratteristiche strutturali e dinamica molto simili.

[1] G. Kneller and K. Hinsen, J.Chem. Phys., 121 (2004), 10278-10283.[2] G. Kneller and P. Calligari, Acta Crystal. D, 62 (2006), 302-311.