Da enzima digestivo ad arma velenosa
enzima callicreina
In un toporagno e in una lucertola si sono verificati cambiamenti molecolari simili che hanno trasformato un innocuo enzima digestivo in una potente tossina
L’adattamento delle proteine può essere un processo prevedibile e questo può essere d’aiuto all’identificazione di tossine prodotte da un’ampia gamma di specie. E’ quanto risulta da uno studio condotto da ricercatori dell’Università di Harvard che hanno mostrato come in due specie fra loro non imparentate, un toporagno e una lucertola, si sono verificati cambiamenti molecolari simili in un innocuo enzima digestivo che lo hanno trasformato in una tossina.
Il lavoro appare importante per la comprensione del modo in cui evolvono nuove funzioni delle proteine.
“E’ notevole che lo stesso tipo di cambiamenti abbia indipendentemente promosso la produzione di una stessa tossina finale”, osservano i ricercatori diretti da Hopi E. Hoekstra, e Yael T. Aminetzach che firmano un articolo su “Current Biology“.
“Il veleno è essenzialmente una iper-attivazione dell’enzima digestivo originario, che ne amplifica gli effetti. Quello che era un debole anticoagulante presente nel prodotto delle ghiandole salivari di entrambe le specie è diventato un composto dagli effetti estremi che causa la paralisi e la morte della preda morsicata”, dice T Aminetzach.
Nello studio i ricercatori hanno confrontato una tossina presente nelle ghiandole salivari del toporagno americano dalla coda corta (Blarina brevicauda) rilevandone la stretta somiglianza con l’enzima digestivo callicreina, e notando che la differenza fra le due molecole era strettamente localizzata attorno al sito attivo dell’enzima.
“L’attività catalitica è potenziata da tre specifici cambiamenti. Il sito attivo è mantenuto fisicamente aperto e gli anelli che lo circondano sono molto più flessibili. L’area circostante diventa così carica positivamente, una cosa che ‘guida’ il substrato direttamente verso il sito attivo”, spiega Aminetzach.
Successivamente i ricercatori hanno analizzato un’altra tossina simile alla callicreina, prodotta dalla lucertola perlinata (Heloderma horridum), rilevando un analogo potenziamento di attività rispetto alla callicreina originaria, riconducibile a modificazioni analoghe nella sua struttura molecolare.
