– Il pigmento melanina è un complesso biopolimero che si trova principalmente nella pelle, capelli e occhi. Funziona come un pigmento fotoprotettivo della superficie del corpo, fornisce l’attrattiva cosmetica e il camuffamento, ed è coinvolto nello sviluppo dell’occhio e dei nervi ottici. La sintesi della melanina inizia con la tirosina e comporta una serie di passaggi che portano all’eumelanina nero-marrone o alla feomelanina rosso-gialla. La tirosinasi, come parte di un complesso con altri enzimi del pigmento e fattori proteici, catalizza le prime due fasi della via sintetica della melanina, e la perdita dell’attività della tirosinasi è associata a una perdita totale di melanina nel melanocita. I ricercatori si propongono di studiare il ruolo della tirosinasi nella regolazione della sintesi della melanina utilizzando l’albinismo oculocutaneo legato alla tirosinasi umana o OCA1 come sistema modello. La maggior parte delle mutazioni del gene della tirosinasi sono associate a una totale mancanza di melanina (OCA1A), mentre un certo numero è associato alla formazione di qualche pigmento di melanina nei capelli, nella pelle e negli occhi dopo la nascita (OCA1B). I ricercatori ipotizzano che le mutazioni OCA1B producano enzimi con acidità residua, e ritengono che la caratterizzazione di queste mutazioni e il loro effetto sulla struttura e la funzione dell’enzima fornirà informazioni sulla regolazione della sintesi della melanina. I ricercatori propongono tre obiettivi specifici. In primo luogo, caratterizzeranno il genotipo molecolare degli individui con OCA1B per estendere i loro studi iniziali su questo tipo di albinismo. Identificheranno le mutazioni responsabili del gene della tirosinasi attraverso il sequenziamento diretto del DNA e l’analisi dell’mRNA. In secondo luogo, caratterizzeranno gli effetti delle mutazioni OCA1B sulla funzione della tirosinasi. Le singole mutazioni saranno ricreate e analizzate in studi di espressione dell’enzima mutante. In terzo luogo, eseguiranno studi di struttura:funzione dell’enzima tirosinasi ricombinante normale e mutante. La tirosinasi di Streptomyces antibioticus purificata e la tirosinasi umana saranno usate per la cristallizzazione e l’analisi a raggi X per determinare la struttura tridimensionale e i domini funzionali dell’enzima. Questi studi forniranno informazioni fondamentali sul ruolo della tirosinasi nella regolazione della sintesi della melanina e sulla funzione di questo enzima critico del pigmento. La conoscenza acquisita sarà importante per lo sviluppo futuro di una terapia efficace per la protezione della pelle dagli effetti oncogeni delle radiazioni ultraviolette, e per la promozione del normale sviluppo oculare.