Nelle cellule viventi, le proteine sono continuamente sottoposte a processi di sintesi e degradazione volti ad adattare il proteoma il più rapidamente possibile a qualsiasi cambiamento nei bisogni metabolici della cellula stessa. In particolare, ogni cellula deve rimuovere le proteine la cui funzione non è più richiesta in quel momento (ad es. Proteine ​​regolatorie o fattori di trascrizione), proteine danneggiate o che presentano qualsiasi tipo di alterazione o modificazione che potrebbero rivelarsi potenzialmente pericolose o tossiche, propeptidi da precursori inattivi e proteine da cui ottenere aminoacidi da utilizzare come fonte di energia in caso di insufficiente apporto calorico con la dieta. Nelle cellule eucariotiche la grande maggioranza delle proteine intracellulari viene idrolizzata dal proteasoma 26S, una grande proteasi multimerica (2,4 MDa) espressa in modo abbondante nel nucleo e nel citosol. Il nucleo centrale del proteasoma 26S è costituito dalla particella proteolitica 20S, alle cui estremità libere possono essere associati vari complessi regolatori (ad es. 19S, PA28𝛼𝛽, PA28𝛾, PA200) che svolgono il compito di regolare e modificare il funzionamento del proteasi in diversi modi. I proteasomi sono, infatti, coinvolti nella regolazione di un gran numero di processi cellulari fisiologici e patologici, come le risposte immunitarie (sia umorali che cellulo-mediate), la regolazione del ciclo cellulare e l'apoptosi (la cui disregolazione porta alla trasformazione neoplastica), l'eliminazione di proteine che sono soggette ad aggregazione e precipitazione, che se non vengono prontamente eliminate portano a malattie proteotossiche come le sindromi neurodegenerative e che giocano un ruolo chiave nel processo di invecchiamento. Il nostro laboratorio si occupa dello studio in vitro del ruolo dei proteasomi in questi processi cellulari, con particolare riguardo alle funzioni molecolari dei vari attivatori del proteasoma, alle loro interazioni funzionali con la rete di chaperone molecolari e agli effetti della loro azione sui peptidi potenzialmente bioattivi generati durante i processi proteolitici.

Approfondimenti:

https://www.mdpi.com/journal/biomolecules/special_issues/proteasomes-regulators

• PRIN: PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE – Bando 2022

• Cerruti F., Borrelli A., Degiovanni A., Mengozzi G., Borella F., Cascio P. Detection and biochemical characterization of circulating proteasomes in dog plasma. Research in Veterinary Science, 2023, 162, 104950 
• Sbardella D., Tundo G.R., Mecchia A., Palumbo C., Atzori M.G., Levati L., Boccaccini A., Caccuri A.M., Cascio P., Lacal P.M., Graziani G., Varano M., Coletta M., Parravano M. A novel and atypical NF-KB pro-inflammatory program regulated by a CamKII-proteasome axis is involved in the early activation of Muller glia by high glucose. Cell & Bioscience, 2022, 12:108 
• Cerruti, F., Jocollè, G., Salio, C., Oliva, L., Paglietti, L., Alessandria, B., Mioletti, S., Donati, G., Numico, G., Cenci, S., Cascio, P. "Proteasome stress sensitizes malignant pleural mesothelioma cells to bortezomib-induced apoptosis". Scientific Reports, 2017, 7: 17626.
• Oliva L., Orfanelli U., Resnati M., Raimondi A., Orsi A., Milan E., Palladini G., Milani P., Cerruti F., Cascio P., Casarini S., Rognoni P., Touvier T., Marcatti M., Ciceri F., Mangiacavalli S., Corso A., Merlini G., Cenci S. "The amyloidogenic light chain is a stressor that sensitizes plasma cells to proteasome inhibitor toxicity". Blood, 2017, 129(15): 2132-42.
• Milan E., Perini T., Resnati M., Orfanelli U., Oliva L., Raimondi A., Cascio P., Bachi A., Marcatti M., Ciceri F., Cenci S. "A plastic SQSTM1/p62-dependent autophagic reserve maintains proteostasis and determines proteasome inhibitor susceptibility in multiple myeloma cells". Autophagy, 2015, 11(7): 1161-78.
• Raule M., Cerruti F., Cascio P. "Comparative study of the biochemical properties of proteasomes in domestic animals". Veterinary Immunology and Immunopathology, 2015, 166(1-2): 43-9.
• Cascio P. "PA28αβ: The Enigmatic Magic Ring of the Proteasome?" Biomolecules, 2014, 4: 566-584.
• Raule M., Cerruti F., Cascio P. "Enhanced rate of degradation of basic proteins by 26S immunoproteasomes". Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research, 2014, 1843: 1942-47.
• Raule M., Cerruti F., Benaroudj N., Migotti R., Kikuchi J., Bachi A., Navon A., Dittmar G., Cascio P. "PA28αβ Reduces Size and Increases Hydrophilicity of 20S Immunoproteasome Peptide Products". Chemistry and Biology, 2014, 21: 470-480.

• Laboratori di Biochimica del Dipartimento di Scienze Veterinarie (9630, 9640)

• Dr. Olivier Coux, Centre de Recherche de Biologie cellulaire de Montpellier (CRBM), CNRS UMR 5237, Université de Montpellier, Montpellier, France.
• Dr. Sébastien Apcher, Institut Gustave Roussy, Université Paris Sud, Université Paris Saclay, Unité 1015 département d'immunologie , Villejuif, France.
• Prof. Pierre Goloubinoff, Department of Plant Molecular Biology, Université de Lausanne, Lausanne, Switzerland.
• Dr. Simone Cenci, Università Vita-Salute San Raffaele, Milano, Italy.
• Prof. Ami Navon, Department of Biological Regulation, Weizmann Istitute of Science, Israel.
• Prof Massimo Coletta e Dott. Diego Sbardella, IRCCS-Fondazione Bietti, Roma.