“La proteina feromonale Major Urinary Protein: struttura della proteina ricombinante ed indagini molecolari sull’organo sensoriale del sistema olfattivo feromonale”

La Major Urinary Protein, escreta nell’urina di topo maschio adulto, svolge la sua funzione nel campo della comunicazione feromonale, influenzando il comportamento sessuale e riproduttivo attraverso un sistema olfattivo accessorio, il cui organo sensoriale è rappresentato dall’organo vomeronasale. Allo scopo di indagare le proprietà di riconoscimento molecolare associate a questa funzione e riconoscendo l’importanza della struttura e della dinamica molecolare come chiave di interpretazione della funzione biologica, si è intrapreso lo studio di tali caratteristiche per la proteina in soluzione utilizzando la spettroscopia NMR multinucleare. La proteina ricombinante uniformemente arricchita negli isotopi 15N e 13C è stata espressa usando, quale sistema eterologo, il lievito P. pastoris. Esperimenti di NMR multidimensionale multinucleare, condotti su tale campione, hanno rivelato una struttura secondaria in accordo con quella della proteina nativa. La caratterizzazione della struttura terziaria, nella sua forma preliminare, conferma i parametri strutturali della famiglia delle lipocaline, cui la MUP appartiene: essa consiste in otto filamenti  ripiegati a formare un -barrel antiparallelo, che delimitano una tasca idrofobica centrale in cui la MUP è in grado di legare piccole molecole idrofobiche ad effetto feromonale. I dati di NMR integrati da dati di dicroismo circolare suggeriscono una notevole stabilità della struttura proteica. Tali caratteristiche strutturali sembrano essere coerenti con il ciclo biologico che caratterizza la MUP. In merito al problema della interazione con l’organo vomeronasale, è stato riconosciuto alla MUP uno specifico ruolo feromonale: essa, prodotta nella urina dei maschi e percepita a livello dell’organo vomeronasale di femmine prepuberi, comporta la accelerazione della pubertà. Sulla base di tale direzionalità, abbiamo supposto l’esistenza di una espressione differenziale dell’interagente della MUP, responsabile ultimo della attivazione della via feromonale, che caratterizzi unicamente l’organo vomeronasale della femmina. E’ stata pertanto attuata una strategia molecolare mirata all’isolamento di geni espressi specificamente nell’organo vomeronasale di femmina. La tecnica applicata, denominata Suppression Subtractive Hybridization, consiste in un metodo di sottrazione di cDNA basato su amplificazione mediante PCR. E’ stato così ottenuto un pool di cDNA arricchito in sequenze espresse differenzialmente nella femmina. L’espressione differenziale di alcuni cloni selezionati è stata confermata grazie alla tecnica Virtual Northern Blot. La ricerca di omologia in banca dati attribuisce ai cloni differenziali ottenuti l’appartenenza alla famiglia delle lipocaline, e ci consente di ipotizzare per tali prodotti un ruolo di proteine interagenti con molecole idrofobiche, presumibilmente mediatori di effetti feromonali.