Building a Β-structured artificial pore-forming protein by PA83 Bacillus anthracis toxin

Le porine naturali sono delle proteine che si trovano principalmente nella membrana esterna dei batteri Gram negativi, come Escherichia coli, ma che sono state ritrovate anche nelle cellule vegetali e nelle membrane di organuli cellulari eucariotici come mitocondri e cloroplasti. Le porine generano dei canali acquosi poco o nulla selettivi, a volte voltaggio dipendenti, e alcune rivestono molta importanza in determinati pathway cellulari. L'utilizzo sempre più frequente di peptidi strutturalmente definiti con funzioni chimiche specifiche ha portato alla realizzazione di questo lavoro. Attraverso una preliminare analisi bioinformatica è stato individuato un pattern proteico di base con una struttura a forcina (¦Â-strand/loop/ ¦Â-strand) partendo dalla proteina PA83 di Bacillus anthracis. Mediante la realizzazione di un protocollo sperimentale semplice e molto rapido è stato possibile costruire multimeri del modulo di base, ovvero costrutti contenenti varie ripetizioni dello stesso. I dati dell'analisi bioinformatica suggerivano che il giusto numero di ripetizioni del modulo di base necessario alla produzione di una proteina formante poro fosse sette, che tra l'altro è il numero di oligomeri che si assemblano nella proteina naturale da cui siamo partiti. Il piano sperimentale messo a punto ci ha permesso di ottenere in pochi giorni una proteina chimerica completamente artificiale, la quale è stata clonata in un vettore di espressione batterico. L'espressione della proteina è stata ottenuta difficilmente e inoltre le colture batteriche in cui veniva indotta l'espressione della proteina chimerica risultavano meno torbide, indice di una ridotta crescita cellulare. In accordo con la recente letteratura siamo propensi a credere che la proteina agisca in qualche modo da antibiotico, inserendosi massivamente in membrana e determinando la lisi cellulare dell'ospite batterico. Studi futuri saranno volti a valutare le strutture secondaria e terziaria della porina artificiale prodotta e le sue proprietà elettrofisiologiche.