Engineered enzymes to inhibit Advanced Glycation End

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Alfonso Gautieri - POLIMI - Politecnico di Milano
Engineered enzymes to
inhibit Advanced Glycation
End-products formation
PREVENIRE
un’iniziativa
con il sostegno della
media partner
Il problema
Lo zucchero presente nel sangue tende a legarsi alle proteine del nostro
corpo tramite un fenomeno irreversibile detto glicazione. Questo fenomeno è
particolarmente rilevante durante l’invecchiamento e nei pazienti diabetici (a
causa dell’alta glicemia). La glicazione delle proteine porta a una perdita della
loro struttura e funzione tuttavia attualmente non ci sono modi per prevenire o
invertire questo fenomeno.
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la soluzione innovativa
La nostra idea è sviluppare un enzima che sia in grado di invertire la reazione di
glicazione. In natura esistono già enzimi simili che tuttavia sono in grado di deglicare solo singoli amino acidi non intere proteine. Il nostro obiettivo è di partire
dagli enzimi presenti in natura per svilupparne di nuovi che siano in grado di deglicare e quindi ringiovanire le proteine del nostro corpo che sono soggette alla
glicazione.
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lo scenario
Nonostante la glicazione delle proteine sia un problema noto al momento
non esistono strategie per prevenire questo fenomeno. In passato sono
stati proposti alcuni farmaci che però hanno mostrato l’insorgenza di effetti
collaterali. Gli enzimi macchine molecolari con una funzione molto specifica
sono una via promettente in quanto virtualmente esenti da effetti collaterali.
La progettazione di nuovi enzimi è tutt’ora una sfida ma i modelli in silico
permettono di accelerare molto il processo.
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le competenze del team
Il progetto integra le competenze di due gruppi del Politecnico di Milano (Dr.
Gautieri) e dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Dr. Parisini) che hanno già ottenuto
significativi risultati preliminari. L’ingegnerizzazione di enzimi deglicanti sarà
svolta tramite progettazione in silico basata sulla struttura dell’enzima naturale
ottenuta in precedenza dai partner. Gli enzimi così progettati saranno poi
caratterizzati tramite saggi enzimatici (attività) e cristallografia (struttura).
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gli obiettivi
Gli obiettivi specifici del progetto sono:
1) La progettazione in silico di nuove varianti degli enzimi naturali in cui verrà
conservato il sito attivo ma reso accessibile a substrati più grandi come intere
proteine.
2) La produzione e caratterizzazione delle varianti di enzimi progettate in modo
da verificare che siano stabili e attivi
3) Ottenere enzimi che siano in grado di preservarne le proprietà meccaniche di
proteine (ad es. collagene) in presenza di agenti glicanti.
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il fabbisogno
Le principali apparecchiature necessarie per il progetto sono tutte
correntemente disponibili. Cerchiamo investimenti per coprire le spese sui
materiali di consumo (circa 10’000 €/anno) e per sponsorizzare una borsa di
Dottorato o PostDoc in modo da finanziare una persona interamente dedicata al
progetto.
Inoltre cerchiamo collaborazioni per quanto riguarda la validazione degli enzimi
in vivo (per testare immunogenicità ed efficacia).
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Progetto strategico d’Ateneo
“Innovazione e Competitività”
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