- Studio del rapporto struttura/funzione di emoglobine di piante superiori. Le piante possiedono due tipi di emoglobine: quelle che fissano l’azoto in simbiosi con i batteri contengono le leghemoglobine, la cui funzione è di trasportare O2. Il laboratorio è interessato a quest’ultimo gruppo di Hb. Gli obbiettivi perseguiti sono la comprensione di come queste Hb “esacoordinate” siano capaci di legare ligandi come ossigeno, ossido nitrico, nitrito e altri ligandi a dispetto della competizione intramolecolare della catena laterale dell’His e di correlare la loro reattività chimica alla funzione fisiologica, tuttora poco chiara. Viene studiata, inoltre, l’evoluzione del trasporto di O2 nelle piante. Utilizzando metodi biochimici, biofisici e simulazioni di dinamica molecolare si tenta di far luce sugli eventi strutturali che hanno portato a questo importante evento nell’evoluzione.
- Caratterizzazione biochimica e strutturale della glutammi-co-decarbossilasi I da Arabidopsis thaliana. La glutammico-decarbossilasi (GAD) è un enzima PLP- dipendente che catalizza la conversione del glutammato a γ-amminobutirrato (GABA). A differenza di tutte le GAD presenti in altri organismi, le GAD di piante superiori possiedono un sito di legame per la calmodulina (CaM) al C-terminale. Come conseguenza, esse presentano una duplice regolazione: sono attivate sia da pH acido che dal legame di Ca2+/CaM a pH neutro. Combinando studi di spettroscopia UV-Vis e di fluorescenza, si sono state conseguite importanti informazioni sul sito attivo dell’enzima e sulle variazioni conformazionali indotte dal legame della CaM. Studi di mutagenesi sito-diretta hanno permesso l’identificazione dei residui nelle regioni C- ed N-terminale cruciali per la regolazione da parte della CaM e del pH.
- D-amino acidi nel cervello: D-asp come modulatore della neurogenesi. Regolazione della D-asp racemasi. È stata di recente identificata una specifica D–asp racemasi (DR) che converte L-asp a D-asp e co-localizza con il D-asp nel cervello e nei tessuti neuro-endocrini. Il progressivo esaurimento dell’enzima nei neuroni neoformati dell’ippocampo dà luogo a gravi difetti dello sviluppo e della sopravvivenza neuronali, suggerendo che il D-asp è un importante regolatore dello sviluppo neuronale. È stata clonata ed espressa la DR da mammifero per studiarne la regolazione (modificazioni post-traduzionali e regolazione mediante interazione proteina-proteina).
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