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Utilizzo di tecniche bioinformatiche volte alla messa a punto di un metodo di pre-screening, in-silico, di Dicheto Acidi inibitori della trascrittasi inversa di HIV-2.

Informazioni tesi

Autore: Vito Genna
Tipo: Laurea liv.I
Anno: 2010-11
Università: Università degli Studi di Cagliari
Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
Corso: Scienze biologiche
Relatore: EnzoTramontano
Lingua: Italiano
Num. pagine: 124

Al fine di scoprire le basi strutturali e molecolari della resistenza della Trascrittasi Inversa
(RT) del virus HIV-2 ad una classe di farmaci di nostro interesse e di poter, in secondo
luogo, fornire informazioni utili allo sviluppo di una nuova generazione dei suddetti, è
stato condotto uno studio in silico combinando l’analisi di strutture ottenute da cristalli
proteici, dati clinici correlati ai domini funzionali della Trascrittasi Inversa, grazie ad un
attento data-mining, e una serie di studi in silico effettuati utilizzando Software open-
source quali: PyMol, Chimera e AutoDock. Sappiamo, da esperimenti condotti in vitro, che
il ligando, RDS1643, possiede attività fortemente inibitoria nei confronti RT di HIV-1 e una
totale inattività nei confronti dello stesso enzima di HIV-2.
Gli strumenti messi a disposizione dalla bioinformatica hanno permesso di confrontare e
analizzare la Trascrittasi Inversa di HIV-1 e il medesimo enzima appartenente ad HIV-2 con
particolare attenzione rivolta al dominio ribonucleasico (RNasi H). E’ stata riscontrata una
differenza strutturale molto importante su questo dominio tra i due differenti ceppi virali,
una sorta di “grid” amminoacidico che racchiude il sito attivo. La struttura che racchiude
questo sito catalitico è stata riscontrata esclusivamente nel dominio RNasi H
appartenente ad HIV-1, che differisce per caratteristiche chimico-fisiche dalla struttura
amminoacidica che si riscontra in prossimità dello stesso sito nell’enzima di HIV-2. Le
discrepanze sono state studiate per mezzo di allineamenti di sequenza e allineamenti di
struttura. Dopo un’attenta valutazione delle unità proteiche prese in esame e di tutta la
bibliografia ad esse legata siamo passati all’analisi strutturale per mezzo di PyMol e
Chimera. Successivamente abbiamo avviato delle simulazioni di docking tra il farmaco
RDS1643 e il nostro enzima. Al fine di comprendere i meccanismi ancora poco chiari della
mancata azione inibitoria su RT del secondo ceppo, ho individuato gli amminoacidi che
prendono contatto con il ligando e identificato la differenza in termini qualitativi degli
amminoacidi costituenti la “grid”, direttamente coinvolta nello sviluppo della resistenza.
Alcune mutazioni riscontrate, potrebbero essere determinanti nell’ impedire al farmaco
un legame funzionale con il suo target.

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5 1.Introduzione 1.1. Patogenesi dell’ infezione da HIV Nel 1981 l’istituto Center for Diseases Control (CDC) ha evidenziato un’insolita infezione di Penumocystis Carinii penumonia (PCP) in cinque giovani soggetti di sesso maschile, omosessuali, e provenienti da Los Angeles [1]. Successivamente furono descritti altri casi di soggetti con le stesse caratteristiche socio-comportamentali [2]. Inizialmente oltre il 90% dei casi vennero riscontrati in soggetti omosessuali e bisessuali, ed essendo così alta l’incidenza, la patologia venne definita “gay-related immunodeficiency” (GRID). A partire dal 1982 vennero riconosciuti centinaia di casi di Sindrome da Immunodeficienza Acquisita (AIDS), prevalentemente in tossicodipendenti che facevano uso di droghe somministrate per via parenterale, in soggetti sottoposti a trasfusioni di sangue, emofilici, soggetti adulti eterosessuali e nuovi nati da madre affetta da AIDS [3]. Negli stessi anni venne notato nei giovani soggetti omosessuali di sesso maschile, un considerevole aumento dell’incidenza del Sarcoma di Kaposi strettamente connesso con l’AIDS [4]. L’eziologia dell’infezione che causa l’AIDS è caratterizzata dalla grave diminuzione in numero e funzione del Linfociti T-helper che ha suggerito quindi la presenza di un agente linfotropico, causa della deplezione massiccia dei Linfociti [5]. L’agente eziologico venne quindi definito come Human T-cells Leukaemia virus (HTLV-1), primo candidato, per la ricerca della connessione tra agente virale e AIDS [6]. Un virus strettamente connesso ad esso, definito “Human T-Lymphotropic retrovirus” venne ritrovato in un linfonodo di un paziente francese ad alto rischio AIDS, successivamente definito come “Virus associato alla linfoadenopatia” (LAV). Venne inizialmente identificato come sottospecie del virus HTLV-III e solo dopo essere stato isolato al National Cancer Institute, venne denominato “AIDS associated retrovirus” (ARV) [7, 8]. Nel corso degli anni questi virus sono stati messi in stretta relazione, sono stati clonati e caratterizzati e ciò ha portato all’attuale definizione di “Human Immunodeficiency virus type 1” e “Human Immunodeficiency virus type 2” rispettivamente identificati dalle sigle: HIV-1 e HIV-2 [9]. Studi molecolari e sieroepidemiologici hanno stabilito una forte correlazione tra l’infezione da HIV e lo sviluppo dell’AIDS [9]. Le sequenze genetiche conosciute di HIV-1 sono correlate strettamente con quelle del virus SIV che provoca immunodeficienza nelle scimmie appartenenti alla specie Pan Troglodytes Troglodytes, sottospecie appartenente agli Scimpanzé [11]. Si pensa infatti che l’esplosione di questa patologia

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Parole chiave

virus
bioinformatica
microbiologia
hiv-1
bioinformatics
dinamica molecolare
antivirali
retrovirus
trascrittasi inversa
docking
hiv-2
farmarci
ricerca virologica
blosum
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