Una proteina per berti meglio: la draculina!

La proteina ideale per la notte più spaventosa dell’anno è senza dubbio la draculina! Non è uno scherzo: si chiama davvero così. Si trova in uno degli animali associati al folklore e alle leggende di Halloween: il pipistrello.

Incontro con il pipistrello vampiro

Figura 1 - Foto di Desmodus rotundus, pipistrelli vampiro
Figura 1 – Foto di Desmodus rotundus, pipistrelli vampiro [Pets]

La draculina è stata descritta per la prima volta nel 1994. Venne isolata dalla saliva di Desmodus rotundus, uno dei generi che fa parte del gruppo dei pipistrelli vampiro. Attualmente i tre generi viventi che fanno parte di questo gruppo sono diffuse nel Centro e Sud America. Sono stati, invece, trovati fossili di esemplari di specie estinte nel Nord America.

Il pipistrello vampiro vive in colonie dai 20 ai 100 individui, anche se ne hanno trovate di più numerose fino ai 5000 esemplari. Se volete incontrarlo dovete sapere che diventa più attivo circa due ore dopo il tramonto. Si rifugia nelle fessure profonde di grotte illuminate o nelle cavità degli alberi. Talvolta anche nelle miniere o in vecchi ruderi. Entrando in questi luoghi potreste percepire un certo olezzo di ammoniaca nell’aria, per la presenza al suolo di sangue digerito e rigurgitato.

Si nutre, infatti, esclusivamente di sangue di altri vertebrati (ematofago), di solito di animali domestici. La diffusione dei pipistrelli vampiro è, in effetti, aumentata in relazione all’aumento della popolazione umana e quindi degli animali domestici.

Hanno evoluto degli adattamenti speciali per nutrirsi meglio: incisivi molto affilati con i quali mordere e bucare la cute della preda; arti più forti per poter avvicinarla saltando o camminando a quattro zampe; sensi acuti (olfatto, vista, sensori termici e meccanici) per identificare la preda e i capillari da cui nutrirsi. Diversi pipistrelli possono nutrirsi dalla stessa ferita. Insomma dei veri e propri vampiri in miniatura! Ed è qui che entra in gioco la draculina!

Conosciamo la draculina

La draculina ha un peso di circa 88.5 kDa. È una glicoproteina cioè una proteina a cui è associato uno zucchero (in gergo tecnico una catena oligosaccaridica). L’associazione corretta della catena di zucchero è essenziale affinché la draculina sia attiva (corretta glicosilazione). Viene, inoltre, prodotta dalle ghiandole sotto-mascellari del pipistrello.

Figura 2 - Struttura della proteina draculina
Figura 2 – Struttura della proteina draculina [Wiki]

La draculina è importante per il pasto del pipistrello vampiro poiché ha una attività anticoagulante, questo permette al pipistrello di succhiare e digerire il sangue della preda, senza il rischio che coaguli. Infatti, inserisce la lingua nella ferita in modo da rilasciare dalle ghiadole la draculina, mentre risucchia il sangue.

Come mai impedisce la coagulazione? Prima di rispondere a questa domanda dobbiamo fare un passo indietro e ripassare il processo di coagulazione.

Un po’ di sangue: la coagulazione

La cascata di coagulazione del sangue è piuttosto complessa e regolata da vari fattori. Disfunzioni di questi eventi comporta malattie o conseguenze importanti sulla salute, come ad es. formazione di trombi, emofilia ecc…

In condizioni normali il sangue deve avere una adeguata fluidità per scorrere nei vasi. Quando ci procuriamo una ferita, ad esempio, si genera un danno nella parete dei vasi sanguigni che deve essere subito riparato con la formazione di un tappo emostatico, che eviti la perdita eccessiva di sangue. Questo processo inizia dalle cellule endoteliali coinvolte nel trauma, che inviano dei segnali di vasocostrizione per limitare la fuoriuscita di sangue. Successivamente secernono il fattore di von Willebrand che richiama le piastrine nel sito della ferita affinché aderiscano per creare il tappo. Le piastrine stesse produrranno altre sostanze per richiamare ulteriori piastrine. Questo fase è detta emostasi primaria.

La seconda fase, detta emostasi secondaria, prevede la stabilizzazione del tappo o coagulo. In questa fase il fibrinogeno deve trasformarsi in fibrina per attivarsi e stabilizzare il coagulo. La trasformazione avviene grazie a tutta una serie di fattori che si attivano con un meccanismo a catena, culminando nella trasformazione della protrombina in trombina che a sua volta attiverà il fibrinogeno in fibrina.

La coagulazione può seguire due vie. La via estrinseca più veloce e che da sola non stabilizza il coagulo e la via intrinseca più lenta perché coinvolge più tappe. Per farla breve, la draculina agisce su due enzimi, il fattore IX (FIXa), che fa parte della via intrinseca, e il fattore X (FXa), che è comune ad entrambe le vie. Il fattore X è molto importante perché è l’ultimo anello della catena che trasforma la protrombina in trombina.

Figura 3 - Schema della cascata che determina la coagulazione del sangue
Figura 3 – Schema della cascata che determina la coagulazione del sangue [Wiki]

La draculina e i fattori IX e X

Ma come fa la draculina a bloccare la coagulazione?

Dagli studi emerge che si si lega in modo specifico a FIXa e FXa e ritarda il processo di coagulazione da qualche minuto a qualche ora, interferendo con la formazione di fibrina e dunque del tappo emostatico. La draculina è un inibitore di tipo non competitivo.

Ma cosa significa? Un inibitore è una molecola che si lega ad un’altra, come ad esempio un enzima, bloccandone la funzione. Esistono inibitori competitivi, che si legano nel sito attivo dell’enzima, e inibitore non competitivi che possono legarsi sia al sito attivo dell’enzima che ad altre zone. Per questo motivo possono legare ed inibire sia l’enzima libero che l’enzima già legato al substrato.

In breve, la draculina può legare FIXa e FXa sia liberi che già legati ai loro substrati durante la cascata di coagulazione ed inibirli, bloccando il processo. Questo è un vantaggio rispetto agli inibitori competitivi, poiché dagli studi emerge che gli inibitori competitivi noti di FIXa e FXa, legandosi esclusivamente al sito attivo, vengono lentamente tagliati dall’enzima e quindi la coagulazione riprende.

Figura 4 - Un pipistrello vampiro mentre si nutre con il sangue di un suino
Figura 4 – Un pipistrello vampiro mentre si nutre con il sangue di un suino [Wiki]

Curiosità sulla draculina

Una scoperta interessante abbastanza recente riguarda il fatto che le prede sviluppano una risposta immunitaria per inattivare la draculina, se sono predate per lunghi periodi.

Inoltre, la draculina potrebbe essere di interesse farmacologico dato che blocca uno step chiave nella cascate di coagulazione e che si tratta di un enzima non competitivo, dunque più efficace. Potrebbe essere utile nel trattamento di alcune patologie legata alla coagulazione del sangue.

Questa notte prestate attenzione a vampiri e pipistrelli quando uscirete per fare dolcetto o scherzetto!

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Chiara Debora Fanti

Mi chiamo Chiara e sono una Biotecnologa. Mi sono laureata prima in Biotecnologie e poi in Biotecnologie Industriali all'Università di Padova. Mi affascinano molti campi scientifici, tra cui in particolar modo la microbiologia. Mi è sempre piaciuto scrivere ed ora grazie a Microbiologia Italia posso scrivere di Scienza. Penso che la divulgazione sia di vitale importanza per ostacolare la diffusione di informazioni scorrette. Spero di poter dare il mio contributo per far uscire la Scienza dalla Torre d'Avorio in cui è rimasta rinchiusa per molto tempo.

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