La capacità  di garantire una corretta omeostasi proteica o proteostasi ਠun fattore fondamentale per assicurare l'efficace svolgimento delle normali funzioni cellulari. Per realizzare cià², esiste una famiglia molto conservata di proteine denominate chaperoni molecolari, che sono in grado di mantenere il corretto ripiegamento o folding di altre proteine, dette clienti, e di prevenirne l'aggregazione, sia in contesti fisiologici che in condizioni di stress. L'attività  di queste proteine fa parte di un processo biologico noto come sistema di controllo di qualità  proteico (in inglese protein quality control o PQC), che comprende l'insieme dei meccanismi biologici deputati a sorvegliare il corretto folding proteico e la clearance o smaltimento delle proteine non ripiegate in modo idoneo (unfolded e misfolded). In questa tesi ci si ਠconcentrati su un particolare chaperone molecolare, HSP90 (90-KDa Heat Shock Protein). HSP90 ਠuna proteina dimerica che interagisce con molti substrati proteici o clienti per regolarne l'attività ; fra i possibili clienti di HSP90 figurano le chinasi della famiglia DYRK (Dual specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinases), che comprende i membri DYRK1A, DYRK1B, DYRK2, DYRK3 e DYRK4. Particolare attenzione ਠstata concentrata recentemente sul membro DYRK3, oggetto del lavoro di questa tesi. Dato che DYRK1A ਠstato identificato precedentemente come cliente di HSP90, lo scopo di questa tesi prevedeva di indagare se DYRK3 ਠun nuovo cliente di HSP90 e se la sua stabilità  e degradazione dipendano dai livelli di espressione e dall'attività  del chaperone HSP90. Percià², sono stati condotti una serie di esperimenti su cellule tumorali immortalizzate umane (HeLa) nelle quali si ਠverificata l'interazione diretta fra HSP90 e DYRK3 attraverso metodiche quali l'immunoprecipitazione e la PLA (proximity ligation assay). Inoltre HSP90 ਠstata inibita con l'impiego di agenti chimici quali Geldanamicin (GA) e 17-N-allylamino-17-demethoxygeldanamycin (17AAG), inibitori dell'attività  ATPasica di HSP90 e mediante deplezione. La deplezione di HSP90 ਠstata ottenuta mediante silenziamento genico con specifici siRNA. Nelle cellule con HSP90 inibita o depleta ਠpoi stata monitorata la stabilità  di DYRK3. I risultati ottenuti dimostrano che DYRK3 ਠun nuovo cliente di HSP90. La scoperta di DYRK3 come nuovo cliente di HSP90 permette di rafforzare il ruolo di questo chaperone nel corretto funzionamento cellulare. Infatti HSP90, preservando il corretto ripiegamento dei suoi innumerevoli clienti proteici, regola indirettamente funzioni fondamentali quali il metabolismo cellulare, la riparazione del DNA e la risposta immunitaria.

DYRK3 ਠun nuovo cliente di HSP90

2020

Abstract

La capacità  di garantire una corretta omeostasi proteica o proteostasi ਠun fattore fondamentale per assicurare l'efficace svolgimento delle normali funzioni cellulari. Per realizzare cià², esiste una famiglia molto conservata di proteine denominate chaperoni molecolari, che sono in grado di mantenere il corretto ripiegamento o folding di altre proteine, dette clienti, e di prevenirne l'aggregazione, sia in contesti fisiologici che in condizioni di stress. L'attività  di queste proteine fa parte di un processo biologico noto come sistema di controllo di qualità  proteico (in inglese protein quality control o PQC), che comprende l'insieme dei meccanismi biologici deputati a sorvegliare il corretto folding proteico e la clearance o smaltimento delle proteine non ripiegate in modo idoneo (unfolded e misfolded). In questa tesi ci si ਠconcentrati su un particolare chaperone molecolare, HSP90 (90-KDa Heat Shock Protein). HSP90 ਠuna proteina dimerica che interagisce con molti substrati proteici o clienti per regolarne l'attività ; fra i possibili clienti di HSP90 figurano le chinasi della famiglia DYRK (Dual specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinases), che comprende i membri DYRK1A, DYRK1B, DYRK2, DYRK3 e DYRK4. Particolare attenzione ਠstata concentrata recentemente sul membro DYRK3, oggetto del lavoro di questa tesi. Dato che DYRK1A ਠstato identificato precedentemente come cliente di HSP90, lo scopo di questa tesi prevedeva di indagare se DYRK3 ਠun nuovo cliente di HSP90 e se la sua stabilità  e degradazione dipendano dai livelli di espressione e dall'attività  del chaperone HSP90. Percià², sono stati condotti una serie di esperimenti su cellule tumorali immortalizzate umane (HeLa) nelle quali si ਠverificata l'interazione diretta fra HSP90 e DYRK3 attraverso metodiche quali l'immunoprecipitazione e la PLA (proximity ligation assay). Inoltre HSP90 ਠstata inibita con l'impiego di agenti chimici quali Geldanamicin (GA) e 17-N-allylamino-17-demethoxygeldanamycin (17AAG), inibitori dell'attività  ATPasica di HSP90 e mediante deplezione. La deplezione di HSP90 ਠstata ottenuta mediante silenziamento genico con specifici siRNA. Nelle cellule con HSP90 inibita o depleta ਠpoi stata monitorata la stabilità  di DYRK3. I risultati ottenuti dimostrano che DYRK3 ਠun nuovo cliente di HSP90. La scoperta di DYRK3 come nuovo cliente di HSP90 permette di rafforzare il ruolo di questo chaperone nel corretto funzionamento cellulare. Infatti HSP90, preservando il corretto ripiegamento dei suoi innumerevoli clienti proteici, regola indirettamente funzioni fondamentali quali il metabolismo cellulare, la riparazione del DNA e la risposta immunitaria.
2020
it
Dipartimento di Scienze della Vita
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
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Il codice NBN di questa tesi è URN:NBN:IT:UNIMORE-305552