Interrogazione dei pathway proteici
Nell'organismo i processi intracellulari e le interazioni tra cellule, tessuti e organi sono controllati da segnali biochimici e ambientali trasmessi da una complessa rete, o pathway, di proteine, enzimi e recettori. L’analisi di pathway proteici è fondamentale per la comprensione dei processi cellulari e biologici, delle interazioni proteiche e delle loro conseguenze sulle vie di segnalazione cellulare, fisiologiche, disfunzionali e patologiche. I composti a piccole molecole, tra cui inibitori, attivatori e altri modulatori, sono strumenti fondamentali per i ricercatori che studiano la segnalazione cellulare e altri meccanismi che controllano il destino, la funzione e il fenotipo delle cellule.
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Screening e trattamento chimico
Fondamentale per gli studi di drug discovery, lo screening chimico prevede l’identificazione di sonde chimiche e ricorre a svariate tecniche, dallo high-throughput screening ai saggi su enzimi e proteine target di potenziali agenti terapeutici. Una tendenza emergente nello screening è l'uso crescente di saggi fenotipici per identificare i composti che producono i cambiamenti desiderati nell'espressione dei biomarcatori, nell'attività di proteine e nel comportamento delle cellule. Lo screening di librerie chimiche aiuta i ricercatori a identificare molecole hit che costituiscono il punto di partenza per gli studi di drug discovery. Quindi, è possibile affinare gli hit individuati con screening fenotipici o “target-based”, generando composti lead che saranno sottoposti a ulteriori indagini e a studi per lo sviluppo di farmaci.
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Attività di proteine ed enzimi
Le proteine sono biomolecole e macromolecole costituite da amminoacidi. Esse nelle cellule e negli organismi svolgono svariate funzioni, ad esempio:
- catalizzano reazioni
- contribuiscono alla replicazione del DNA
- trasportano molecole
- conferiscono la struttura alle cellule
- fungono da recettori nella trasduzione dei segnali cellulari
- formano canali attraverso i quali le molecole cariche possono attraversare le membrane
Lo studio dell’attività di proteine ed enzimi è fondamentale per comprendere il funzionamento di cellule e organismi perché una disregolazione dell’attività proteica è correlata a numerose malattie. La loro attività può essere sondata utilizzando piccole molecole per interrompere o modulare la funzione e osservando i cambiamenti nella concentrazione di proteina o enzima, o anche utilizzando saggi di attività enzimatica in cui si determina l'influenza di diverse sostanze sull'attività dell'enzima.
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Modulazione di pathway proteici
Le interazioni tra i pathway proteici giocano ruoli importanti nei processi biologici come la crescita, la differenziazione, la trasduzione del segnale e l'apoptosi delle cellule. Le piccole molecole sono strumenti importanti per sondare i meccanismi alla base dei processi biologici e la loro correlazione con le malattie. Esse, inoltre, consentono di modulare l’attività di proteine coinvolte in un determinato pathway così da identificarne la funzione e le interazioni con le altre proteine del pathway. Inibendo o interrompendo tali interazioni, ma anche attivando proteine e recettori con attivatori o agonisti in modo da generare una risposta biologica è possibile modulare questi pathway.
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