Valutazione computazionale dell'espressione eterologa della metalloproteasi IrrE di Deinococcus radiodurans in Escherichia coli e Anabaena sp. PCC 7120

L’utilizzo di microrganismi in ambienti estremi, con applicazioni in astrobiologia e biorisanamento, richiede lo sviluppo di ceppi ingegnerizzati caratterizzati da un’elevata tolleranza ai diversi stress a cui sono sottoposti. Il batterio poliestremodifilo Deinococcus radiodurans si distingue per l’elevata tolleranza a radiazioni ionizzanti, mediata in parte dalla metalloproteasi pleoiotropica IrrE. Nonostante sia stato dimostrato che la sua integrazione conferisca radio- e osmo-resistenza, i target proteolitici in chassis non nativi restano, ad oggi, ancora poco conosciuti. Questo elaborato di tesi valuta, in silico, l’impatto sistemico dell’espressione eterologa di IrrE di Deinococcus radiodurans in Escherichia coli e Anabaena sp. PCC 7120. Dal momento che l’introduzione di una proteasi esogena può alterare l’omeostasi cellulare, è stata sviluppata una pipeline per valutare l’interazione tra la proteina ricombinante e il proteoma ospite e distinguere gli effetti citotossici da quelli vantaggiosi. I risultati delle predizioni strutturali e delle simulazioni di docking forniscono i presupposti molecolari necessari per l’ottimizzazione del design genetico prima della validazione sperimentale. Questa tesi delinea le basi teoriche per l’ingegnerizzazione di microrganismi destinati al biorisanamento e alle esplorazioni spaziali.