Studio bioinformatico dei domini Kringle IV di tipo 3, 4, 5 e 9 dell'apolipoproteina (a) umana

La lipoproteina(a) (abbreviata in Lp(a)) è una molecola presente nel torrente circolatorio umano di cui una delle caratteristiche più peculiari è il fatto che la sua concentrazione plasmatica non viene determinata in base al contributo dietetico, ma è predeterminata su base genetica. Se tuttora si ritiene essere il fegato la sede della sua biosintesi, ignota rimane la sua dinamica catabolica; ciò, unito al fatto che la Lp(a) è nota per essere un fattore di rischio per malattie cardiovascolari, rende questa molecola un bersaglio di grande interesse biomedico. Ciò che rende strutturalmente unica la Lp(a) rispetto alle molecole della stessa classe (LDL) è la presenza dell'apolipoproteina(a) (abbreviata in apo(a)), legata alla Lipoproteina in rapporto molare uno a uno. Apo(a) possiede una struttura molto peculiare, in quanto presenta dei domini omologhi ai domini Kringle presenti sul plasminogeno. Nello specifico, essa include un dominio Kringle V, a monte del quale sono presenti altre 10 tipologie di Kringle IV, ciascuno in unica copia, ad eccezione del tipo 2, presente invece in multiple copie, determinate da una base genica di tipo codominante. È proprio il numero di queste ripetizioni presenti in apo(a) a determinare la concentrazione plasmatica di Lp(a). Ad oggi, la struttura completa di apo(a) non è stata ancora risolta e sono conosciute solamente quelle dei domini Kringle IV di tipo 2 (recentemente pubblicata dal nostro laboratorio, Santonastaso et al., 2020), 6, 7 e 8 mentre, sempre nel nostro laboratorio, è stato svolto un lavoro bioinformatico di modellazione su KIV-1. Man a mano che le strutture dei vari domini vengono risolte, vengono alla luce nuove proprietà di apo(a), come ad esempio che il dominio LBS (Lysine Binding Site) di KIV-2 di apo(a) non lega la lisina, mentre la molecola presenta un'affinità per l'eparina. Ad oggi la cristallografia (NMR o raggi X) è il metodo più affidabile per ottenere la struttura molecolare di una proteina, ma comporta anche gli svantaggi non indifferenti di essere molto costosa e richiedere molto tempo per essere effettuata. Dalla necessità di trovare un'alternativa che riduca la presenza di questi inconvenienti, ma che al contempo possa ritenersi valida ed affidabile, per questa tesi si è deciso di optare per l'utilizzo di un approccio bioinformatico rivolto alla modellazione dei domini Kringle IV di tipo 3 ,4, 5 e 9 di apo(a), ovvero quelli la cui struttura ad oggi rimane ancora ignota. Nello specifico, per ciascun dominio è stata innanzitutto ottenuta una predizione della sua possibile struttura, sulla quale sono successivamente sia state valutate diverse tipologie di score atti a stabilirne l'affidabilità, che adoperati degli algoritmi per l'ottimizzazione ulteriore della stessa. Infine, è stata valutata la possibile presenza di siti d'interazione per piccole molecole e tali siti sono stati confrontati con quelli dei Kringle IV per cui le interazioni sono state precedentemente dimostrate. I risultati ottenuti sono molto positivi: innanzitutto da un punto di vista strutturale i modelli hanno ottenuto buoni score di validazione, anche prima di essere migliorati utilizzando appositi server. Molto buoni sono stati anche i risultati relativi allo studio di possibili tasche di legame, in quanto si è potuto sia effettuare un approfondimento, che ottenere risultati coerenti rispetto alla letteratura.