Enzimi modificanti le lisine collageniche: un approccio di biologia strutturale integrata.

In the following thesis are discussed the structural and biochemical features of the main enzymes involved in collagen lysine post-translational modification. A detailed investigation related to the lysine glycosylation is presented in chapter 3 and 5, the works are comparative structural and functional analysis of the glycosyltransferase domains of both PLODS as well as GLT25D1 enzymes. Integrative approaches are used to provide precise mechanistic details of the enzymatic reactions underneath lysine collagen glycosylation. Chapter 3 describes the work which have been done to find promising strategies to make druggable the catalytic centre of the LH domain of PLOD enzymes. Metal ion chelators as 2,2’-bypyridine (BPY) can perturb the arrangement of a C-terminal segment that acts as a cap for the lysine hydroxylase activity. Finally, recent advancement in LH1 protein structure determination is introduced in chapter 6, through SPA cryo-EM.

Nella tesi vengono discusse le caratteristiche strutturali e biochimiche dei principali enzimi coinvolti nella modifica post-traduzionale della lisina del collagene. Un’indagine dettagliata relativa alla glicosilazione della lisina è presentata nei capitoli 3 e 5: i lavori consistono in analisi strutturali e funzionali comparative dei domini glicosiltransferasici sia degli enzimi PLODs sia dell’enzima GLT25D1. Approcci integrativi sono impiegati per fornire dettagli meccanicistici precisi delle reazioni enzimatiche alla base della glicosilazione della lisina del collagene. Il capitolo 3 descrive il lavoro svolto per individuare strategie promettenti volte a rendere farmacologicamente accessibile il centro catalitico del dominio LH degli enzimi PLODs. Chelanti di ioni metallici come la 2,2’-bipiridina (BPY) possono perturbare l’assetto di un segmento C-terminale che funge da “cappuccio” per l’attività di idrossilazione delle lisine. Infine, i recenti avanzamenti nella determinazione della struttura della proteina LH1 sono presentati nel capitolo 6, tramite osservazioni di microscopia elettronica criogenica (SPA Cryo-EM).