Modulazione dell’interazione di α-sinucleina e del suo mutante E46K con le membrane mediata dall’acido 3,4-diidrossifenilacetico

Il morbo di Parkinson (PD) è una malattia neurodegenerativa progressiva complessa con sintomi motori e non motori, quali tremore, rigidità, bradicinesia, disturbi del sonno e disturbi cognitivi. I sintomi tendono a peggiorare nel tempo, iniziando con il tremore alle mani e proseguendo con una sensazione di rigidità posturale. È stata descritta per la prima volta da James Parkinson nel 1817, ulteriormente caratterizzata da Jean-Martin Charcot; oggi è la seconda malattia neurodegenerativa più comune dopo il morbo di Alzheimer (AD). Il morbo di Parkinson è patologicamente caratterizzato dalla perdita di innervazione dopaminergica nella substantia nigra cerebrale e dalla presenza di inclusioni citoplasmatiche chiamate corpi di Lewy. I principali costituenti dei corpi di Lewy sono aggregati fibrillari di alpha-sinucleina (Syn). Syn è una piccola proteina di 140 amminoacidi abbondante nei neuroni presinaptici e strutturalmente appartenente alla classe delle proteine intrinsecamente disordinate. In vivo, esiste come proteina in soluzione nel citoplasma, in equilibrio con una forma legata alle membrane in conformazione ad α-elica. Le sue funzioni variano da chaperone, antiossidante a modulatore del traffico vescicolare. Convenzionalmente la struttura di Syn è distinta in tre domini: l’estremità N-terminale, la porzione C-terminale e la regione centrale NAC, caratterizzate da diverse proprietà chimico-fisiche. Nel dominio N-terminale sono state identificate varie mutazioni puntiformi, tra cui E46K, responsabili dell’insorgenza del morbo di Parkinson ad esordio precoce, che incidono sulla costante cinetica di fibrillazione della proteina. Recenti studi hanno messo in evidenza che i catecoli, in particolare quelli derivanti del metabolismo della dopamina, sono in grado di modulare il processo di aggregazione di Syn. Per esempio, il derivato DOPAC è noto per inibire il processo di fibrillazione di Syn; tuttavia, pochi dati al riguardo sono descritti in letteratura. Per questo motivo l’obiettivo di questo progetto di Tesi è identificare le basi molecolari dell’interazione tra Syn e membrane (liposomi) in presenza di DOPAC, utilizzando sia Syn WT che il suo mutante E46K. Tale sistema è stato studiato combinando diverse tecniche biochimiche e biofisiche: risonanza plasmonica di superficie (SPR), calorimetria isotermica di titolazione (ITC), dicroismo circolare, spettrometria di massa con scambio idrogeno-deuterio (HDX-MS) e proteolisi limitata. I risultati di questo studio potrebbero contribuire a comprendere più a fondo le capacità anti-aggreganti di DOPAC nei confronti di Syn ed inoltre potrebbero contribuire a sviluppare un potenziale farmaco anti-Parkinson.