Cistein Proteasi soiacistatina, Proteine nuove

Relazione sulla cistein proteasi soia-cistatina

Il termine “cistatine” si riferisce a proteine che inibiscono specificamente le cistein proteasi. Sono state analizzate e classificate numerose cistatine di origine animale e vegetale, rimaste per lungo tempo non identificate. Tuttavia, col tempo sono state analizzate le cistatine di orzo, fagioli, riso, mais e frumento e sono state trovate analogie con le famiglie di cistatine animali.

Studi sulle cistatine vegetali

Il gruppo di Takumi Misada del dipartimento di biologia dell’Università di Tokyo ha studiato una proteina con attività inibitoria verso le cistein proteasi, che è stata trovata nella pianta di soia. Questa proteina ha una massa molecolare di circa 13 kDa in SDS PAGE, ma solo una parte della sequenza di aminoacidi è stata determinata. Il loro studio si è soffermato sull’entità molecolare della nuova citostatina della soia piuttosto che sul pattern di espressione o di localizzazione nei semi. Esemplare di Glicine max.

Applicazioni insetticida della soyacistatina

Questa proteina può essere sfruttata come insetticida naturale, soprattutto contro la Diabrotica virgifera virgifera, anche detto diabrotica del mais. Infatti, la soyacistatina va a inibire selettivamente la cistein proteasi del tratto digerente di questo insetto. Esemplare di Diabrotica virgifera virgifera.

Grazie agli studi di Hisashi Koiwa e collaboratori, si è dimostrato che le proteine catepsin-like fungono da bersaglio e determinano l’attività insetticida della soyacistatina N (scN). La soyacistatina N, se inclusa nella dieta artificiale della Diabrotica, diminuisce la crescita delle larve (come mostrato in figura). L’azione della soyacistatina è persino maggiore dell’ E-64, un potente inibitore delle cistein-proteasi dall’azione irreversibile. Questo forma un legame etere tra i suoi C-2 e la Cys del sito attivo della proteasi. Estratti totali provenienti da cinque altri tipi di legumi sono stati comparati con scN, ma nessuno di questi era in grado di inibire la crescita delle larve di Diabrotica.

Caratteristiche strutturali della soyacistatina

Come mostrato in figura, la soyacistatina non contiene la sequenza precedentemente riportata, che la descriveva come una sequenza parziale di aminoacidi di un inibitore di cistein proteasi. La sequenza di aminoacidi dedotta nella regione 45-135 mostra somiglianze strutturali significative con altre sequenze di cistatina di altre piante: ha il 70% di analogia con la cistatina di fagioli, il 61% con oryzacistatina I e il 55% con oryzacistatina II. Tuttavia, la soyacistatina contiene lunghe sequenze sia nella parte C-terminale che in quella N-terminale come mostrato in figura. Tra le altre...