G Protein-Coupled Receptor Kinase 2 (GRK 2): ruolo fisiopatologico e sviluppo di inibitori selettivi

Le chinasi (GRK) per i recettori accoppiati alla proteina G (GPCR) partecipano insieme all’arrestina nella regolazione dei GPCR, producendo la fosforilazione del recettore che determina un indebolimento o una desensitizzazione del segnale recettoriale. I GPCR sono la più grande famiglia di recettori di membrana e un malfunzionamento nell’interazione con la GRK può avere la conseguenza di trasformare la risposta biologica prodotta dai GPCR da fisiologica in patologica. Ad oggi, nel nostro organismo sono stati scoperti 7 tipi di GRK anche se si crede che ne esistano molti di più; tra questi la GRK2 sembra essere in grado di contribuire a modulare molte riposte cellulari in una via di fosforilazione indipendente grazie alla sua capacità di interagire con una gran quantità di proteine e substrati, sia GPCR che non-GPCR. Questo recettore chinasi si ritrova espresso in molti tessuti: nelle cellule T, dove i livelli di espressione della GRK2 vanno ad influenzare la risposta infiammatoria, il segnale e la chemiotassi in risposta alla CCL3, CCL4 o CCL5; nella MAPK, dove l’associazione GRK2/MEK sembra essere importante per il controllo dell’induzione delle chemochine nell’attivazione di questo fattore mitogeno; nella crescita e nell’apoptosi cellulare mediata dalla TGF-β, e con molta probabilità anche nei tumori maligni. Si ipotizza infatti che in essi sia presente la GRK2 in quanto si suppone che la regolazione della via PI3K/Akt in un ambiente patofisiologico caratterizzato da un aumento della proliferazione e della sopravvivenza cellulare determini una up-regolation di questa proteina chinasi. È stato altresì riscontrato che la GRK2 svolge un ruolo importante nello sviluppo del muscolo cardiaco ed in alcune sue patologie: studi su topi GRK2-/- rivelano infatti un’ipoplasia del ventricolo miocardico (con cavità inusualmente larghe), un’ipoplasia e displasia del setto interventricolare con conseguenze che portano alla morte entro il 15° giorno di gestazione; inoltre, incroci tra topi GRK2+/- e topi che sovraesprimono un inibitore per la GRK2 cardiaco-specifico, hanno dato una progenie che mostra un calo del 50% dei livelli dell’attività della GRK2 nel cuore ed una funzione contrattile del ventricolo sx maggiore rispetto a quella dei topi GRK2+/-. Infine, l’insorgenza dello scompenso cardiaco in alcuni modelli animali viene preceduta da un aumento nei livelli di GRK2 in relazione al progressivo danneggiamento della contrattilità miocardica e della sensibilità del recettore β-adrenergico; tali livelli risultano elevati anche nei linfociti di pazienti affetti da scompenso cardiaco e nelle situazioni post-infarto. Tutti questi dati hanno portato alla convinzione di poter usare la GRK2 come indicatore per l’insorgenza dello scompenso cardiaco e delle malattie cardiache. Lo scopo di questo lavoro di tesi è rappresentare lo stato dell’arte delle conoscenze su GRK2, per quanto riguarda il suo ruolo fisio-patologico, il suo potenziale quale target terapeutico, e lo sviluppo di inibitori selettivi, sia naturali che sintetici, sia di natura peptidica che eterociclica

Uniaxial magnetic anisotropy tuned by nanoscale ripple formation: ion-sculpting of Co/Cu(001) thin films

We have investigated the growth of surface nanostructures on a Co/Cu(001) film and the growth of Co films on a nanostructured Cu(001) substrate as well as the effect of nanoscale pattern formation on the film magnetic properties. Here we demonstrate by scanning tunneling microscopy measurements and magneto-optic Kerr effect hysteresis curves that low-temperature grazing-incidence ion sputtering can be used to induce the formation of nanoscale ripples which reduce the four-fold symmetry of the Co film to two-fold, thus generating a strong in-plane uniaxial magnetic anisotropy. The nanostructures and the associated uniaxial magnetic anisotropy were found to be stable up to room temperature

Surface electronic structure of Ge(111) from 300 to 1100K by metastable deexcitation spectroscopy

Metastable atom deexcitation spectroscopy is applied to the study of the temperature dependence of the electronic structure of the Ge(111)c(2X8) surface. The present work is stimulated by the debate on temperature induced surface phase transitions. In this field the application of high surface sensitive atomic beam spectroscopy appears to be extremely promising. Metastable deexcitation spectra are taken in the 300-1100 K temperature interval, i.e., up to similar to 100 K below the bulk melting point. Spectra show a monotonic variation with temperature. Restatom and adatom contributions are identified and their evolution with temperature is followed. In particular, the persistence of the adatoms up to the highest investigated temperatures and the progressive metallization of the surface, already visible since 670 K, are observed. Data seem to indicate more agreement with surface models where order is preserved at high temperatures

A spin polarized He metastable beam investigation of the adsorption of L-cysteine on magnetic surfaces

We report first results on the deposition of L-cysteine (Cys), a fundamental amino-acid, on a magnetic substrate. Molecules have been deposited under ultra-high vacuum conditions on Fe(100) films. Electronic and magnetic properties of adsorbed molecules have been investigated by spin polarized metastable deexcitation spectroscopy (SPMDS). The spectra show a growth dynamics apparently similar to the one already reported on coinage metal surfaces with the formation of a strongly-bound thiolate species (S-Fe bond) and weakly-bound second-layer molecules. SPMDS revealed the spin-polarized character of an Auger (Penning) deexcitation peak related to a Cys molecular orbital. Interestingly, these spin-polarization effects, ascribed to the interaction with the magnetized substrate, vanish before the first layer completion, suggesting a possible correlation with the SAM assembly properties