Che cos'è un dito di zinco?

Un dito di zinco è una piega proteica a forma di dito che è formata da specifici aminoacidi nel legame proteico con uno ione zinco. Queste proteine ​​si legano spesso al DNA e all'RNA perché la loro forma consente una stretta interazione del dominio con i nucleotidi del DNA e dell'RNA. Le loro proprietà di legame ai nucleotidi consentono loro di regolare l'espressione genica e l'assemblaggio dei virus.

Esistono diversi tipi di strutture del dito dello zinco, ma la versione più comune è costituita da un'elica alfa e un foglio beta, le due strutture secondarie più comuni nelle proteine, su entrambi i lati di almeno uno ione zinco. L'elica alfa e il foglio beta sono tenuti in posizione da residui di cistina e istidina, coordinando lo ione zinco attraverso i loro atomi di azoto e zolfo. Il dito di zinco si lega al DNA e attraverso l'interazione di aminoacidi alla sua periferia con coppie di basi al centro della doppia elica del DNA. È un dominio proteico compatto e le sue dimensioni ridotte gli consentono di avere una stretta vicinanza con le coppie di basi del DNA.

Queste proteine ​​sono i fattori di trascrizione più comuni negli organismi viventi. Un fattore di trascrizione è una proteina che si lega al DNA e controlla il trasferimento di informazioni genetiche all'RNA. Il fatto che queste proteine ​​abbiano come bersaglio il DNA li ha resi candidati per una riprogettazione intenzionale al fine di colpire sequenze di DNA di interesse.

Ad esempio, uno Zinc Finger Nuclease (ZFN) è una proteina sintetica che ha un dominio ingegnerizzato di legame del dito dello zinco fuso a una endonucleasi di restrizione o enzima che scinde il DNA. Lo ZFN può essere usato per tagliare il DNA in posizioni specifiche ed è uno strumento utile per promuovere la ricombinazione del DNA specifica per sito. Le dita di zinco ingegnerizzate possono anche essere utilizzate come fattori di trascrizione artificiale.

I domini delle dita di zinco si trovano in alcune proteine ​​virali, inclusa la proteina neocapside (NC) del virus dell'immunodeficienza umana 1 (HIV-1). NC è un bersaglio antivirale attraente perché è importante per l'assemblaggio virale ed è altamente conservato. Gli inibitori che colpiscono specificamente le dita di zinco delle proteine ​​virali e retrovirali potrebbero essere usati per prevenire la replicazione del virus. Ottenere composti antivirali di questa natura è un'area attiva della ricerca biomedica.

Queste proteine ​​svolgono un ruolo importante nel normale metabolismo delle cellule. Per essere efficaci, i composti antiretrovirali devono colpire specificamente le proteine ​​del dito di zinco retrovirale. Queste proteine ​​retrovirali hanno sequenze di amminoacidi distinte e differenze strutturali rispetto alle proteine ​​del dito di zinco cellulare, quindi ottenere inibitori selettivi è un obiettivo raggiungibile.