Modelli dinamici della fosforilazione nel signaling dell'insulina

La rete di signaling dell’insulina, localizzata all’interno della cellula, e` costituita da molecole biologiche, tipicamente di natura proteica, che interagiscono tra loro attraverso meccanismi piu` o meno complessi, come ad esempio meccanismi di feed-forward o di feed-back. La reazione chimica fondamentale che interessa le proteine di questa rete e` la fosforilazione, che consiste nell’aggiunta di un gruppo fosfato a un residuo amminoacidico della catena polipeptidica. Per la maggior parte delle proteine, la fosforilazione della catena ne determina l’attivazione, ossia la trasforma in una chinasi, cioe` in un enzima in grado di favorire, a sua volta, la fosforilazione di un’altra proteina. Nella minoranza dei casi, invece, la fosforilazione agisce in maniera opposta, ossia determina l’inattivazione della proteina. La rete di signaling dell’insulina e` coinvolta in eventi biologici fondamentali, quali la sintesi proteica, la proliferazione e la differenziazione cellulare, l’utilizzazione del glucosio e la sintesi del glicogeno. L’insulina e` un ormone presente all’esterno della cellula e il segnale da essa trasportato e` trasferito all’interno attraverso il corrispondente recettore di membrana (IR). Il presente lavoro di tesi si pone l’obiettivo di realizzare dei modelli matematici dei moduli di signaling che compongono la rete in questione, dove per modulo di signaling s’intende un sotto-sistema elementare della rete, costituito da certa proteina, oggetto della fosforilazione, e dalla corrispondente proteina che agisce da controllore. I dati di riferimento sono stati acquisiti presso la Mayo Clinic (Progetto CARIPARO) su culture cellulari di mioblasti umani di muscolo scheletrico, sfruttando la tecnica di misura western blot. Le misure rappresentano un’intensita` che risulta proporzionale alla quantita` (massa in [µg]) di proteina e sono state ottenute in corrispondenza di 3 differenti stimoli: insulina, leucina e leucina+insulina. I parametri univocamente identificabili a priori dei modelli compartimentali scelti vengono quindi opportunamente identificati attraverso il metodo dei minimi quadrati (non lineari) pesati. L’obiettivo futuro sara` quello di assemblare la rete globale a partire dai singoli moduli