Computational analysis of evolutionary and structural aspects of Cryptochromes and Frataxins

Questa tesi riporta il lavoro eseguito utilizzando strumenti bioinformatici per comprendere gli aspetti evolutivi e strutturali di Criptocromi e Fratassina. Allineamenti di sequenza e le reti di similarità basate su sequenza dimostrano che CRY1 e CRY2 sono i membri del gruppo più omogenei, che mostrano chiaramente maggiore identità di sequenza quando si confrontano con CRY-DASHs e DNA fotoliasi. Il dominio di legame FAD è conservato nei vertebrati e insetti, mentre il dominio DNA fotoliasi è conservato solo nei vertebrati, con bassa conservazione di residuo in insetti. La bassa conservazione del dominio della Regione Omologa di Fotoliasi tra DNA fotoliasi suggerisce una conservazione aminoacidica variabile per la funzione di attività di riparazione del DNA. Predizioni di Docking mostrano che Drosophila Cryptochrome (dCRY) è in grado di ospitare la Flavina 8-HDF come secondo cromoforo. Allo stesso modo che le fotoliasi, dCRY conserva un lato idrofobo vicino al cofattore di tipo Flavina. A supporto di questa previsione, i residui W314, W413, W420 e W422 sono opportunamente posizionati per eseguire la funzione di trasferimento di energia tra le cofattori 8-HDF e FAD. Simulazioni di dinamica molecolare hanno dimostrato che la fratassina umana può svolgere un ruolo nella funzione metallo-legame attraverso la regione acida alfa1. Le simulazioni hanno dimostrato che i residui acidi Asp112, Glu111 e Glu108; e Glu100, Glu101 e Asp104 possono legare un metallo, anche se la bassa affinità sembra guidare il carattere vincolante. Questo risultato è coerente con le interazioni nella formazione del cluster Fe - S e le funzioni di "sensore" di ferro che le fratassine possono svolgere.