INIBIZIONE ENZIMATICA DI SERIN PROTEASI E INOSITOLO POLIFOSFATO CHINASI DA PARTE DI UN COMPOSTO NATURALE: LA QUERCETINA

In questo elaborato, viene posta l'attenzione sulla quercetina, un composto naturale il quale, oltre all'attività antiossidante, è anche un inibitore naturale di due classi di enzimi, ovvero le serin proteasi (in particolare l'attivatore dell'urochinasi plasminogeno, uPA) e l'inositolo polifosfato chinasi (inositolo esafosfato chinasi umano, hIP6K e inositolo polifosfato multichinasi umano, hIPMK). Nel caso delle serin proteasi, è stato studiato il complesso uPA-quercetina tramite cristallografia a raggi X. L'uPA è una serin proteasi la cui attivazione è coinvolta nell'insorgenza di tumori e fibrinolisi, pertanto la sua inibizione potrebbe costituire una cura di queste malattie. La mappa di densità elettronica ha mostrato che la quercetina si lega ai siti attivi dell'uPA, l'anello B della quercetina si lega alla tasca S1 dell'enzima e due gruppi -OH dell'anello A si legano alla tasca S2 dell'uPA. Inoltre, tra le altre interazioni presenti, vi sono quella tra la porzione di catecolo della quercetina (due gruppi -OH presenti rispettivamente in posizione B3 e B4) e l'uPA (tramite legami a idrogeno) e tra gli anelli aromatici del flavonoide e alcuni residui dell'enzima tramite interazioni idrofobiche. La porzione di catecolo della quercetina è coinvolta anche nell'inibizione di alcune serin proteasi (come la tripsina) in quanto, a differenza degli altri inibitori, è neutra a pH fisiologico, rendendo più semplice la penetrazione attraverso il doppio strato fosfolipidico. Inoltre, allineando le sequenze dell'uPA con quelle di altre serin proteasi (tripsine), si è visto come i residui coinvolti nel legame con la quercetina siano altamente conservati in questa classe di enzimi. Oltre alle serin proteasi, anche la classe dell'inositolo polifosfato chinasi viene inibita dalla quercetina, competendo per il loro sito di legame con l'ATP. L'inibizione è maggiore nei confronti dell'enzima inositolo esafosfato chinasi umano (hIP6K) piuttosto che dell'inositolo polifosfato multichinasi (hIPMK), del quale è stata approfondita anche la struttura cristallografica, grazie alla quale si è visto che la quercetina si trova all'interno della tasca di legame con i nucleotidi. Il fatto che l'inibizione da parte della quercetina nei confronti dell'hIP6K sia più efficace rispetto a quella nei confronti dell'hIPMK, si è visto sperimentalmente in quanto, in presenza di quercetina, i livelli di InsP7 (nella cui sintesi è coinvolto l'hIP6K), sono inferiori rispetto a quelli di InsP5 (sintetizzato grazie all'attività di hIPMK). In quest'ultimo esperimento, sono state utilizzate le cellule del tratto gastrointestinale HCT116, aprendo un dibattito scientifico sull'utilizzo della quercetina nella cura del tumore al colon. Anche nelle cellule HEK293 l'effetto è stato quello di ridurre i livelli di InsP7, ma non quelli di InsP5 e InsP6. Mentre il fatto che la quercetina inibisca l'attivatore dell'urochinasi plasminogeno ha suggerito che i flavonoidi possano essere utilizzati come farmaci in alcune malattie, come tumori e malattie cardiovascolari nelle quali sono coinvolte le serin proteasi, il fatto che essa inibisca alcuni enzimi appartenenti alla classe dell'inositolo polifosfato chinasi ha suggerito che essa possa essere utilizzata nel diminuire il rischio di malattie cardiovascolari, diabete e cancro nelle quali, invece, sono coinvolti questi ultimi enzimi.