Modellng Molecolare e meccanismo di interazione del complesso LCAT-rHDL

LCAT è una proteina secreta principalmente dal fegato circolante nel plasma legata reversibilmente a lipoproteine, la sua funzione principale, infatti, è di catalizzare l’esterificazione del colesterolo trasferendo una catena acilica dalla fosfatidilcolina al colesterolo. Mutazioni nel gene che codifica per LCAT possono provocare la perdita di funzionalità dell’enzima (LCAT deficiencies), portando a disordini del metabolismo lipidico con gravi conseguenze cliniche, come anemia e insufficienza renale, la principale causa di morbilità e mortalità nei pazienti affetti. Al momento, non esistono terapie farmacologiche per queste patologie. La sperimentazione di una terapia sostitutiva con enzima ricombinante (ERT) ha avuto successo, tuttavia, dati i limiti dei farmaci biologici in terapia, tale approccio potrebbe non essere efficace in caso di trattamenti cronici. Pertanto, l’utilizzo di piccole molecole per il trattamento del deficit familiare di LCAT risulterebbe in un miglioramento della qualità di vita dei portatori e una diminuzione dei costi sanitari. Risultati preliminari hanno dimostrato che l’attività di mutanti di LCAT può essere ristabilita in vitro, almeno parzialmente, con l’utilizzo di attivatori allosterici. Lo scopo di questo progetto, infatti, è quello di razionalizzare la progettazione in silico di attivatori di LCAT, in grado di ripristinare la funzionalità dell’enzima nei portatori di mutazioni. Al fine di identificare tali composti, è necessario comprendere a fondo il meccanismo di reazione enzimatica di LCAT e come questo venga compromesso in caso di mutazioni. Tuttavia, poiché LCAT è attivo principalmente sulla superficie delle HDL, il ruolo dell’interazione tra LCAT e Apo-AI non può essere sottovalutato. Abbiamo pertanto sviluppato un modello di HDL ricostituita (rHDL) e, utilizzando i dati cristallografici recentemente pubblicati riguardanti la struttura di LCAT, impiegato tecniche di dinamica molecolare, ricerca conformazionale, docking molecolare proteina-proteina e altre metodologie di bioinformatica strutturale per proporre un modello generale del meccanismo di attivazione di LCAT da parte di Apo-AI, nonché uno studio sulle dinamiche dei domini di LCAT critici per l’accessibilità al sito catalitico e per l’interazione con le HDL. I modelli proposti saranno utili per studiare le mutazioni di LCAT e comprendere come piccole molecole possano ripristinarne l’attività.