La carenza di zinco collegata all’attivazione della via di segnalazione di Hedgehog

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La carenza di zinco, a lungo associata a numerose malattie come ad esempio l’autismo, il cancro al polmone, alla prostata e tumori ovarici, può portare anche all’attivazione della via di segnalazione di Hedgehog, un percorso biomolecolare che svolge un ruolo essenziale negli organismi in via di sviluppo e nelle malattie, come segnalato da una nuova ricerca del Rensselaer Polytechnic Institute.

” La via di segnalazione di Hedgehog è fondamentale per il normale sviluppo, ma negli adulti, il percorso, se riattivato, può portare alla crescita incontrollata delle cellule e proliferazione del cancro”, ha detto Wang Chunyu, professore associato di scienze biologiche al Rensselaer, membro del Centro per le Biotecnologie e Studi Interdisciplinari e autore della ricerca.

Lo studio, pubblicato on line sul Journal of Biological Chemistry, dimostra che lo zinco inibisce l’attivazione della via di segnalazione di Hedgehog, legandosi ad una sezione di una proteina precursore che attiva il percorso.

Il percorso di segnalazione Hedgehog è un percorso di segnalazione che trasmette le informazioni necessarie per il corretto sviluppo, alle cellule embrionali. Diverse parti dell’embrione hanno diverse concentrazioni di proteine ​​Hedgehog. Il percorso aiuta a stabilire il piano del corpo di tutti gli animali con simmetria bilaterale. In un passaggio fondamentale che lancia Hedgehog, la proteina precursore Hedgehog stessa si divide in due parti: il ligando Hedgehog responsabile della segnalazione e un dominio catalitico responsabile dell’ auto-scissione. Un catalizzatore necessario alla reazione di  autoprocessing, con il dominio catalitico Hedgehog, agisce come catalizzatore nella trasformazione.

I ricercatori hanno dimostrato che lo zinco, quando presente, si lega ai siti attivi del dominio catalitico e inibisce l’ autoprocessing e quindi, la generazione del ligando Hedgehog. La carenza di zinco è correlata con l’autismo e molti tipi di cancro; per esempio, una caratteristica del cancro alla prostata è la carenza di zinco nel tessuto della prostata. Tuttavia, l’esatta relazione tra una mancanza di zinco e lo sviluppo della malattia non è del tutto chiaro.

“Normalmente, negli adulti, lo zinco inibisce la produzione del ligando Hedgehog e quindi inibisce la segnalazione”, ha detto Wang. “Ma se c’è una carenza di zinco, il percorso può essere attivato a causa di una maggiore produzione del ligando Hedgehog. Abbiamo dimostrato che lo zinco inibisce questa reazione di autoprocessing dal precursore del ligando e abbiamo fornito un ulteriore meccanismo di come la carenza di zinco può favorire lo sviluppo del cancro. Questo è qualcosa che nessun altro aveva dimostrato prima. Lo zinco e Hedgehog sono biomolecole essenziali ed estremamente versatili,.. il loro collegamento avrà profonde implicazioni sia nella normale fisiologia che nella malattia “.

La ricerca ha incluso sperimentazione in vitro e in coltura cellulare utilizzando gli astrociti (cellule a forma di stella presenti nel cervello). Utilizzando la soluzione NMR, i ricercatori hanno esaminato anche l’interazione dello zinco con il dominio catalitico Hedgehog, per determinare il sito di legame dello zinco – gli aminoacidi specifici all’interno della proteina a cui si lega lo zinco.

Fonte: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25787080

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