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Quotidiano di informazione – Anno 31 n° 301

Posts Tagged ‘enzimi’

“I limiti della specificità degli enzimi e l’evoluzione del metabolismo”

Posted by fidest press agency su venerdì, 16 novembre 2018

Sarà pubblicato sulla rivista “TIBS – Trends in Biochemical Sciences” l’articolo “I limiti della specificità degli enzimi e l’evoluzione del metabolismo” di Alessio Peracchi, docente del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale dell’Università di Parma.Lo studio affronta il tema della specificità degli enzimi, cioè dei catalizzatori biologici da cui dipende il metabolismo di tutti gli esseri viventi.Tradizionalmente gli enzimi (o almeno la maggior parte di essi) venivano descritti come strettamente specifici, cioè capaci di trasformare un solo tipo di substrato (metabolita). Sulla base di un’estesa analisi della letteratura corrente, il lavoro firmato dal prof. Peracchi si inserisce nel processo di correzione di questa visione avvenuto in anni recenti.
L’analisi presentata spiega che tutti gli enzimi sono obbligati ad una specificità “imperfetta”, a causa di inevitabili limiti chimico-fisici; e che comunque, molto spesso, gli enzimi sono addirittura meno specifici di quanto la chimica consentirebbe loro.
Le attività degli enzimi con metaboliti diversi dal loro substrato principale sono soggette a diversi tipi di pressioni evolutive, sia positive sia negative, che contribuiscono a definire il grado finale di specificità di ciascun enzima.La diffusa presenza di queste “attività secondarie” porta alla formazione di metaboliti inusuali, che complicano grandemente la composizione chimica della cellula (il metaboloma).Questa complessità può rappresentare un problema ma anche una risorsa in vista della evoluzione e diversificazione del metabolismo nei differenti organismi viventi.

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Dagli enzimi di un pesce una prospettiva di cura per l’iperuricemia e la malattia di Lesch-Nyhan

Posted by fidest press agency su sabato, 24 giugno 2017

pesceDifetti del metabolismo, alla base di varie patologie, possono essere corretti attraverso la somministrazione di proteine con attività enzimatica in grado di rimpiazzare una funzione carente nell’organismo. Tutti i farmaci utilizzati per la “terapia enzimatica sostitutiva” nell’uomo sono basati su singoli enzimi. Tuttavia, per svolgere funzioni complesse possono essere necessari più enzimi che funzionano in modo coordinato in una via metabolica. Una ricerca dell’Università di Parma finanziata dalla Fondazione Telethon apre ora la strada a una terapia in grado di sostituire una intera via metabolica nell’uomo.
Nel corso dell’evoluzione le grandi scimmie hanno perso la capacità di degradare l’acido urico a causa di mutazioni che hanno portato alla perdita, avvenuta circa venti milioni di anni fa, di tre enzimi responsabili della trasformazione dell’acido urico in un composto solubile e facilmente eliminabile per via urinaria. Di conseguenza, l’uomo e gli ominoidi tendono ad accumulare l’acido urico, molto più degli altri animali. Elevati livelli di questa molecola nel sangue favoriscono lo sviluppo di gotta e calcoli renali e sono associati ad altre comuni patologie come obesità e rischio cardiovascolare.Esiste poi una particolare e rara patologia genetica, la sindrome di Lesch-Nyhan, legata ad un’ulteriore mutazione di un enzima del riciclo delle purine. Questo difetto genetico si manifesta con l’insorgenza precoce di iperuricemia grave accompagnata da deficit neurologici per i quali non esiste ancora una cura. In particolare, gli approcci terapeutici correnti si basano prevalentemente sul blocco della formazione dell’acido urico, che però produce effetti collaterali dovuti all’accumulo dei suoi precursori.
Dopo aver contribuito a chiarire il meccanismo d’azione degli enzimi responsabili della via degradativa dell’acido urico, un gruppo di ricercatori dell’Università di Parma ha avuto l’idea di provare a ricostituire l’intera via metabolica partendo da enzimi di altre specie, per rimpiazzare i tre persi dal nostro antenato ominoide.Enzimi provenienti da altre specie non possono essere somministrati direttamente, in quanto verrebbero rapidamente degradati e darebbero origine a reazioni antigeniche. I ricercatori, coordinati dal prof. Riccardo Percudani del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale, e dal prof. Stefano Bettati del Dipartimento di Medicina e Chirurgia, sono riusciti a ottenere i tre enzimi in forma ricombinante, a partire dai geni di un pesce modello, il pesce zebra (Danio rerio), e a rivestirli con un polimero biocompatibile che ne prolunga la durata in circolo e li rende invisibili al nostro sistema immunitario.I risultati di questo studio, che per ora è riuscito a dimostrare la piena funzionalità in vitro dei tre enzimi “mascherati”, saranno pubblicati sul numero di Luglio della rivista Pharmaceutical Research – organo ufficiale della American Association of Pharmaceutical Scientists -, e sono in attesa dei test in vivo su animali da laboratorio, che riproducono le stesse mutazioni responsabili delle patologie umane.

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Forbici molecolari intrappolate in labirinti di dna

Posted by fidest press agency su domenica, 22 maggio 2011

Trieste. Nuovi sviluppi nelle nanotecnologie molecolari applicate alle scienze della vita. Sulla rivista Nature Communications un team interdisciplinare di ricercatori, tra cui Matteo Castronovo della Temple University (Philadelphia) e Giacinto Scoles, professore alla Sissa fino a novembre scorso, ha appena pubblicato i risultati di uno studio che illustra i meccanismi con cui gli enzimi di restrizione interagiscono con il DNA in nanostrutture molecolari. Si tratta di un’importante classe di enzimi che, comunemente impiegati nelle biotecnologie come nell’ingegneria genetica, riescono a tagliare il DNA in corrispondenza di sequenze specifiche di nucleotidi (i mattoncini di base della struttura a doppia elica: A, T, C, G), accorciandolo con altissima precisione. Tagli che vengono rivelati con microscopi a scansione.Per la prima volta è stato individuato che questi enzimi vengono letteralmente intrappolati all’interno di tali strutture conservando la loro funzionalità: scorrono lungo la doppia elica del DNA come se fosse un binario, finché non trovano il sito di restrizione, cioè una sequenza specifica su cui fermarsi e che, conseguentemente, tagliano a metà. La scoperta può aprire nuovi scenari per la medicina molecolare di frontiera e favorire lo sviluppo di nanotecnologie a basso costo, usando strutture composte da molecole di DNA, utili per esempio per l’analisi di singole cellule tumorali circolanti nel sangue o microdissezioni ricavate da biopsie. Biomolecole in campioni biologici molto piccoli che attualmente non è possibile analizzare, ma che potrebbero essere facilmente misurate utilizzando sensori miniaturizzati, dalle dimensioni più piccole di una singola cellula, capaci di intrappolarne il contenuto biomolecolare e di studiarne le caratteristiche. I ricercatori, usando metodi di manipolazione molecolare, hanno studiato l’interazione degli enzimi di restrizione con la doppia elica del DNA, in condizioni particolarmente diverse da quelle esplorate finora. Hanno utilizzato molecole dell’acido desossiribonucleico, corte una decina di nanometri, per costruire delle matrici simili a dei boschetti, formati da una “distesa” di paletti verticali su una superficie liscia. E hanno scoperto che quando la densità dei paletti di DNA è sufficientemente alta da formare una matrice ordinata, gli enzimi possono accedervi solo dai suoi bordi laterali, mediante diffusione.
«Abbiamo individuato che all’interno delle matrici, gli enzimi si diffondono bidimensionalmente: cioè gli enzimi attraversano la matrice da un lato all’altro restando intrappolati al suo interno, anche per centinaia di micrometri, attraversando distanzecentinaia o decine di migliaia di volte il loro diametro» spiega Castronovo, che ha coordinato, per due anni, ricercatori delle Università di Temple (USA), Ancona e Trieste, della Sissa, della Sincrotrone Trieste, del Consorzio di Biomedicina Molecolare di Trieste e dell’Ospedale di Cattinara, con competenze in chimica, fisica, biologia molecolare, medicina ed ingegneria chimica ed elettronica. Dal punto di vista fisico questa scoperta è molto sorprendente per due ragioni: finora non era mai stato osservato un meccanismo di questo tipo nell’interazione tra biomolecole su superfici. «E in secondo luogo, la diffusione 2D degli enzimi avviene spontaneamente, senza il bisogno di introdurre delle forze esterne per veicolare le biomolecole come, per esempio, un campo elettrico, come avviene nella maggior parte dei sistemi miniaturizzati per le analisi biologiche noti come lab-on-a-chips, che rappresentano una frontiera nella ricerca biomedicale verso l’analisi di tessuti biologici piccolissimi» precisa Scoles. «Questo – continua Castronovo – potrebbe gettare le basi per generare vere e proprie trappole molecolari costituite da appena 10.000 molecole e, per di più, attive, cioè che non necessitano di una sorgente di alimentazione esterna per funzionare».
Il DNA infatti, oltre a essere alla base del funzionamento degli organismi viventi, è anche un prezioso materiale per produrre dispositivi “intelligenti”: sistemi macromolecolari con forma variabile a piacere, di dimensioni comprese tra alcune decine e alcune centinaia di nanometri. Auto-assemblandosi, infatti, forma la ben nota struttura a doppia elica grazie al riconoscimento tra filamenti contenenti sequenze di basi complementari tra loro. Inoltre, le funzioni del DNA dipendono dalla sua capacità di interagire con una vastissima classe di proteine che riconoscono sequenze di DNA specifiche e diverse tra loro.
La ricerca è stata condotta con finanziamenti della Regione Friuli Venezia Giulia, della Sissa -Istituto Italiano di Tecnologia, dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Trieste, dalla Fondazione Casali (Trieste) e, negli USA, con un finanziamento dell’Università di Temple.
(Matteo Castronovo, Agnese Lucesoli, Pietro Parisse, Anastasia Kurnikova, Aseem Malhotra, Mario Grassi, Gabriele Grassi, Bruna Scaggiante, Loredana Casalis, & Giacinto Scoles Nature Communications doi:10.1038/ncomms1296)

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Le novità della medicina estetica

Posted by fidest press agency su domenica, 10 maggio 2009

Roma 10/5/2009. Molte le proposte presentate al XXX° congresso SIME, che conclude oggi la sua tre giorni romana.. Sono proposte quasi tutte connotate da un elemento ‘comune’: la necessità di un approccio a qualsivoglia problema estetico quanto più possibile soft, e da una necessità di chiarezza su quello che si fa e quello che si usa. Esaminiamo qualcuna di queste novità: E’ Il Pen Injector, iniettore monouso che è un kit pronto all’uso che include una siringa preriempita da 2 ml di gel NASHA in formulazione fluida per il trattamento di HydroReserve e sei aghi 30G il cui  scopo è quello di agevolare la procedura del trattamento HydroReserve Light. Per contrastare l’invecchiamento cutaneo si propone un peeling che contiene Acido Citrico e Acido Salicilico a basse concentrazioni e di una coppia di Enzimi: lipasi e proteasi. L’Acido Salicilico ha azione seboregolatrice e disinfettante, l’Acido Citrico dà all’ epidermide un aumento della luminosita’ e quindi anche un lieve effetto anti discromico, i due enzimi invece rappresentano una novità nei peeling ed essendo una proteasi ed una lipasi sono responsabili della digestione delle cellule dello strato corneo dell’ epidermide con conseguente miglioramento della texture cutanea.  F., Romagnoli M., Belmontesi M., De Paoli G. prendono  in esame le caratteristiche di una serie di soluzioni acide per la chemioesfoliazione con comuni agenti chimici (acido glicolico, piruvico, TCA) in  combinazioni con  agenti chimici e principi attivi funzionali studiati per sedi specifiche (mani e collo), basati su una nuova formulazione che sembra essere più efficace come attività esfoliante e sembra avere minori effetti collaterali. Tutto ciò sembra essere possibile grazie ad una nuova  tecnologia  mediante la quale,  la mobilità protonica (la conduttività) all’interno della soluzione è stata ridotta per  limitare l’impatto dell’insulto acido sulla cute (“the sleeping proton concept”). Da Camporese A., Lampignani C., De Rossi D., Gessati A. è presentato un nuovo prodotto per biostimolazione composto da acido ialuronico e glicerolo. Il glicerolo  come l’acido ialuronico è una  sostanza naturalmente presente nell’organismo umano e in particolare svolge importanti funzioni a livello cutaneo. Il dott.Pelliccia R. presenta la sua esperienza personale  in oltre un anno di utilizzo di una nuova formulazione a base di acido ialuronico ad alta biotecnologia con  un elevato potere volumizzante ed una durata dell’impianto oltre l’usuale. Come novità viene presentata una nuova formulazione di filler dedicato in modo specifico al rimodellamento estetico delle labbra. Distante F., Belmontesi M., Laura S., Strand A. si  concentrano sul trattamento con microiniezioni di gel di acido ialuronico in varie formulazioni, permette di ottenere  risultati buoni nel ringiovanimento cutaneo. Il trattamento “HydroReserve”, eseguito con acido ialuronico NASHA (Non Animal Stabilized Hyaluronic Acid), ha dimostrato benefici cutanei come miglioramento del turgore, della compattezza e dell’ elasticità, come riportato  in recenti letteratura.  Ambrosanio R., Corbo A., Izzo G.M. ci parlano del white peel che altro non è che un peeling composto e combinato che è costituito da due fasi : nella prima fase si applica un alfa e un beta idrossiacido che agisce determinando un aumento della disponibilita’ dei principi attivi che compongono la seconda fase che consiste in un peeling in maschera di colore bianco avorio composta da: Acido azelaico, Ac. salicilico, Arbutina, Acido alfa lipoico, Alfa bisabololo, Ascorbil palpitato. Belmontesi M.Presenta un prodotto cosmetico che contiene estratto di  panax-ginseng che è ricco di saponine e ginsenoidi ed è in grado  di incrementare l’idratazione e l’elasticità cutanea e di migliorare il microcircolo.

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