Nome e Cognome: ROBERTO CONTESTABILE
Dipartimento: SCIENZE BIOCHIMICHE
Indirizzo: Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma
Telefono ufficio-laboratorio: 0649913176
E-mail: roberto.contestabile@uniroma1.it
Settore: Scientifico-Disciplinare: BIO/11
Orario di Ricevimento: Tutti i giorni su prenotazione
ATTUALE POSIZIONE: Professore Ordinario
CARRIERA E TITOLI
anno 1992 Laurea in Scienze Biologiche con Lode
anno 1995 Assistente di ricerca presso la University of Wales, Cardiff, U.K.
anno 1997 Ph.D. in Biochemistry, University of Wales, Cardiff, U.K.
anno 1998 Borsa di Studio CNR per l’estero
anno 1999 Borsa di Studio Istituto Pasteur-Cenci Bolognetti per l’italia
anno 2000 Ricercatore a tempo indeterminato
anno 2010 Professore Associato
anno 2022 Professore Ordinario
ATTIVITA’ DIDATTICA
-Insegnamento del corso di Biochimica e Biotecnologie Biochimiche (modulo da 3 o 6 CFU), corso di laurea in Biotecnologie (dall’AA 2001/2).
-Insegnamento del corso di Chimica Biologica (modulo da 6 CFU), corso di laurea in Scienze Biologiche (dall’AA 2004/5 ).
-Insegnamento del corso di Biochimica (6 CFU), corso di laurea in Chimica Industriale (dall’AA 2013/14 all'AA 2019/20).
-Insegnamento del corso di Struttura e meccanismi degli enzimi (3 CFU) del corso di laurea specialistica in Genetica e Biologia molecolare (dall’AA 2005/6 all’AA 2009/10).
-Insegnamento del corso di Metodi e Sistemi in Biochimica (modulo di 2 CFU) del corso di laurea specialistica in Neurobiologia (dall’AA 2010/11 all'AA 2013/14).
-Insegnamento del corso di Enzyme Kinetics (6 CFU) del corso di laurea magistrale in Biochemistry (dall'AA 2021/22).
ATTIVITA' ACCADEMICHE.
Da febbraio 2023, presidente del corso di laurea magistrale internazionale in Inglese in Biochemstry.
ATTIVITA’ SCIENTIFICA
L'attività di ricerca del Prof. Roberto Contestabile riguarda tematiche di Biochimica e Biologia Molecolare, con particolare attenzione a: i) i meccanismi di regolazione del metabolismo della vitamina B6 a livello enzimatico e trascrizionale, nell'uomo e nei batteri; ii) le basi molecolari delle malattie neurologiche causate da difetti del metabolismo della vitamina B6; iii) il metabolismo delle unità monocarboniose e la riprogrammazione metabolica del cancro; iv) la catalisi di enzimi e cofattori e v) l'inibizione di enzimi. Questi studi si concentrano principalmente sulle interazioni proteina-ligando, proteina-proteina e proteina-DNA.
All'inizio della sua carriera, il Prof. Contestabile ha dedicato la sua attività di ricerca allo studio degli enzimi dipendenti dal piridossal 5'-fosfato (PLP), contribuendo alla comprensione del meccanismo catalitico e di inibizione di diversi enzimi, attraverso mutagenesi sito-diretta, studi di cinetica rapida e allo stato stazionario. Per gli studi di cinetica enzimatica, l'esperienza del laboratorio guidato dal Prof. Robert. A. John (Università del Galles, Cardiff, Regno Unito, 1994-97) è stata di fondamentale importanza. Il Prof. Contestabile ha focalizzato il suo interesse sul meccanismo catalitico della serina idrossimetil-transferasi (SHMT), un enzima fondamentale nel metabolismo delle unità monocarboniose. Questi studi sono stati spesso condotti in collaborazione con il Prof. Verne Schirch (Virginia Commonwealth University, Richmond, VA, USA).
L'SHMT svolge un ruolo importante nella riprogrammazione metabolica delle cellule tumorali ed è un bersaglio riconosciuto degli agenti chemioterapici. Queste caratteristiche dell'SHMT sono alla base della proficua collaborazione con la Prof.ssa Francesca Cutruzzolà, Sapienza Università di Roma, per quanto riguarda gli studi sul ruolo di questo enzima nel metabolismo tumorale e la sperimentazione di inibitori nell'ambito di tre progetti AIRC consecutivi, iniziati nel 2013 e tuttora in corso. Negli ultimi dieci anni, l'interesse scientifico del Prof. Contestabile si è concentrato anche sui meccanismi di regolazione e omeostasi del metabolismo della vitamina B6 nei batteri e nell'uomo.
Per quanto riguarda i batteri, le indagini hanno riguardato una famiglia di regolatori trascrizionali PLP-dipendenti denominati fattori trascrizionali MocR, in particolare la loro caratterizzazione generale, il meccanismo d'azione e le interazioni specifiche con la regione promotrice del DNA. A questo proposito, l'attività di ricerca ha riguardato il repressore trascrizionale PtsJ del batterio patogeno Salmonella typhimurium, l'attivatore trascrizionale PdxR del Bacillus clausii e l'attivatore trascrizionale GabR del Bacillus subtilis.
Un'intensa attività di ricerca è stata condotta sul meccanismo d'azione, la regolazione e l'inibizione allosterica della piridossal chinasi (PLK) e della piridossina 5'-fosfato ossidasi (PNPO) di Escherichia coli. In particolare, questi studi hanno riguardato il meccanismo di regolazione di questi enzimi come conseguenza delle interazioni proteina-ligando (interazioni proteina-piridossale e proteina-PLP). Nell'uomo, il mantenimento di un'adeguata concentrazione di PLP nella cellula è essenziale per il corretto funzionamento del sistema nervoso centrale e il mancato raggiungimento di questo obiettivo è legato all'insorgenza di gravi disturbi neurologici, come l'epilessia. A questo proposito, l'attività di ricerca del Prof. Contestabile si è concentrata sulle basi molecolari della carenza di PNPO, responsabile di una rara forma di encefalopatia epilettica neonatale. L'attività di ricerca è stata svolta in collaborazione con il Prof. Martin Safo (Virginia Commonwealth University, Richmond, VA, USA), il Prof. Tzu-Fun Fu (National Chen Kung University, Taiwan), la Dott.ssa Philippa B. Mills (University College of London, UK), la Prof.ssa Victoria Bunik (Lomonosov Moscow State University, Russia) e con il team clinico diretto dal Prof. Vincenzo Leuzzi (Università Sapienza). L'implicazione delle varianti PLK umane nel diabete è stata studiata in collaborazione con la dott.ssa Fiammetta Vernì (Sapienza Università di Roma) e il prof. Fabrizio Barbetti (Università di Roma Tor Vergata).
Studi di interazione proteina-proteina sugli enzimi HemA e HemL, coinvolti nella biosintesi dei tetrapirroli, sono stati condotti in collaborazione con il Prof. Jörg Stetefeld (Università di Manitoba, Winnipeg, Canada). Studi approfonditi sull'HemL (glutammato 1-semialdeide aminomutasi) sono stati condotti dal Prof. Contestabile alla luce del ruolo potenziale di questo enzima come bersaglio di agenti antibatterici nella lotta contro i batteri patogeni.
Il Prof. Contestabile ha applicato le sue conoscenze sugli enzimi PLP-dipendenti all'uso biotecnologico di questi enzimi nella produzione semisintetica di aminoacidi non naturali. Questa linea di ricerca, condotta in collaborazione con il Prof. Nediljco Budisa (Technische Universität Berlin, Germania e University of Manitoba, Canada), ha interessanti sviluppi applicativi per quanto riguarda l'ingegneria metabolica dei microrganismi e la riprogrammazione traslazionale a livello ribosomiale.
METODOLOGIE SPERIMENTALI UTILIZZATE
Biologia molecolare classica e metodologie biochimiche. Mutagenesi sito-diretta. Tecniche di DNA ricombinante. Espressione di proteine in E. coli. Purificazione delle proteine. Western blot. Cinetica enzimatica rapida e allo stato stazionario. Spettroscopia di assorbanza, fluorescenza e dicroismo circolare. Spettrofotometria a flusso interrotto e fluorimetria. Fluorimetria a scansione differenziale. RT-qPCR. Ingegneria metabolica, riprogrammazione traslazionale, incorporazione di aminoacidi non canonici. Analisi HPLC di piccole molecole e metaboliti.
FINANZIAMENTI
Responsabile di progetti finanziati dall'Istituto Pasteur Italia
Responsabile e partecipante progetti finanziati da Sapienza Università di Roma
Partecipante a progetti AIRC
Partecipante progetti PRIN e FIRB
RELATORE in congressi internazionali (6) e nazionali (4).
COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI IN ATTO
Prof. Martin Safo, Commonwealth University, Richmond (VA) USA.
Prof. Victoria Bunik A.N. Belozersky, Institute Of Physico-Chemical Biology, Lomonosow Moscow State University.
Dr. Herwig Schuler, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.
Dr. Tzu-Fun Fu, National Cheng Kung University, Taiwan.
Prof. Jörg Stetefeld, Department of Chemistry, University of Manitoba, Winnipeg, Canada.
Prof. Valerie De Crecy-Lagard, Department of Microbiology and Cell Science, University of Florida, FL, USA.
Prof. Philippa Mills, University College of London, GREAT ORMOND STREET INSTITUTE OF CHILD HEALTH, London, UK
Prof. Theresa Fitzpatrick, Department of Plant Sciences, Université de Géneve, Switzerland
SELEZIONE DI PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE (ultimi 5 anni)
1: Tramonti A, Donkor AK, Parroni A, Musayev FN, Barile A, Ghatge MS, Graziani
C, Alkhairi M, AlAwadh M, di Salvo ML, Safo MK, Contestabile R. Functional and
structural properties of pyridoxal reductase (PdxI) from Escherichia coli: a
pivotal enzyme in the vitamin B6 salvage pathway. FEBS J. 2023
Dec;290(23):5628-5651. doi: 10.1111/febs.16962. Epub 2023 Oct 2. PMID: 37734924.
2: Freda I, Exertier C, Barile A, Chaves-Sanjuan A, Vega MV, Isupov MN, Harmer
NJ, Gugole E, Swuec P, Bolognesi M, Scipioni A, Savino C, Di Salvo ML,
Contestabile R, Vallone B, Tramonti A, Montemiglio LC. Structural insights into
the DNA recognition mechanism by the bacterial transcription factor PdxR.
Nucleic Acids Res. 2023 Aug 25;51(15):8237-8254. doi: 10.1093/nar/gkad552. PMID:
37378428; PMCID: PMC10450172.
3: Pilesi E, Angioli C, Graziani C, Parroni A, Contestabile R, Tramonti A, Vernì
F. A gene-nutrient interaction between vitamin B6 and serine
hydroxymethyltransferase (SHMT) affects genome integrity in Drosophila. J Cell
Physiol. 2023 Jul;238(7):1558-1566. doi: 10.1002/jcp.31033. Epub 2023 May 14.
PMID: 37183313.
4: Babor J, Tramonti A, Nardella C, Deutschbauer A, Contestabile R, de Crécy-
Lagard V. 4'-Deoxypyridoxine disrupts vitamin B6 homeostasis in
Escherichia coli K12 through combined inhibition of cumulative
B6 uptake and PLP-dependent enzyme activity. Microbiology (Reading).
2023 Apr;169(4):001319. doi: 10.1099/mic.0.001319. PMID: 37040165; PMCID:
PMC10202323.
5: Rutkiewicz M, Nogues I, Witek W, Angelaccio S, Contestabile R, Ruszkowski M.
Insights into the substrate specificity, structure, and dynamics of plant
histidinol-phosphate aminotransferase (HISN6). Plant Physiol Biochem. 2023
Mar;196:759-773. doi: 10.1016/j.plaphy.2023.02.017. Epub 2023 Feb 10. PMID:
36842242.
6: Tramonti A, Ghatge MS, Babor JT, Musayev FN, di Salvo ML, Barile A, Colotti
G, Giorgi A, Paredes SD, Donkor AK, Al Mughram MH, de Crécy-Lagard V, Safo MK,
Contestabile R. Characterization of the Escherichia coli pyridoxal 5'-phosphate
homeostasis protein (YggS): Role of lysine residues in PLP binding and protein
stability. Protein Sci. 2022 Nov;31(11):e4471. doi: 10.1002/pro.4471. PMID:
36218140; PMCID: PMC9601805.
7: Nogués I, Sekula B, Angelaccio S, Grzechowiak M, Tramonti A, Contestabile R,
Ruszkowski M. Arabidopsis thaliana serine hydroxymethyltransferases: functions,
structures, and perspectives. Plant Physiol Biochem. 2022 Sep 15;187:37-49. doi:
10.1016/j.plaphy.2022.07.025. Epub 2022 Jul 31. PMID: 35947902.
8: Mascolo E, Liguori F, Merigliano C, Schiano L, Gnocchini E, Pilesi E, Volonté
C, Di Salvo ML, Contestabile R, Tramonti A, Vernì F. Vitamin B6 rescues insulin
resistance and glucose-induced DNA damage caused by reduced activity of
Drosophila PI3K. J Cell Physiol. 2022 Sep;237(9):3578-3586. doi:
10.1002/jcp.30812. Epub 2022 Jun 9. PMID: 35678366; PMCID: PMC9545242.
9: Bunik V, Aleshin V, Nogues I, Kähne T, Parroni A, Contestabile R, Salvo ML,
Graf A, Tramonti A. Thiamine-dependent regulation of mammalian brain pyridoxal
kinase in vitro and in vivo. J Neurochem. 2022 Apr;161(1):20-39. doi:
10.1111/jnc.15576. Epub 2022 Feb 23. PMID: 35050500.
10: Spizzichino S, Boi D, Boumis G, Lucchi R, Liberati FR, Capelli D, Montanari
R, Pochetti G, Piacentini R, Parisi G, Paone A, Rinaldo S, Contestabile R,
Tramonti A, Paiardini A, Giardina G, Cutruzzolà F. Cytosolic localization and
in vitro assembly of human de novo thymidylate synthesis complex. FEBS J. 2022
Mar;289(6):1625-1649. doi: 10.1111/febs.16248. Epub 2021 Nov 12. PMID: 34694685;
PMCID: PMC9299187.
11: Boi D, Souvalidou F, Capelli D, Polverino F, Marini G, Montanari R, Pochetti
G, Tramonti A, Contestabile R, Trisciuoglio D, Carpinelli P, Ascanelli C, Lindon
C, De Leo A, Saviano M, Di Santo R, Costi R, Guarguaglini G, Paiardini A.
PHA-680626 Is an Effective Inhibitor of the Interaction between Aurora-A and
N-Myc. Int J Mol Sci. 2021 Dec 4;22(23):13122. doi: 10.3390/ijms222313122. PMID:
34884931; PMCID: PMC8658095.
12: Barile A, Mills P, di Salvo ML, Graziani C, Bunik V, Clayton P, Contestabile
R, Tramonti A. Characterization of Novel Pathogenic Variants Causing
Pyridox(am)ine 5'-Phosphate Oxidase-Dependent Epilepsy. Int J Mol Sci. 2021 Nov
6;22(21):12013. doi: 10.3390/ijms222112013. PMID: 34769443; PMCID: PMC8584306.
13: Tramonti A, Cuyàs E, Encinar JA, Pietzke M, Paone A, Verdura S, Arbusà A,
Martin-Castillo B, Giardina G, Joven J, Vazquez A, Contestabile R, Cutruzzolà F,
Menendez JA. Metformin Is a Pyridoxal-5'-phosphate (PLP)-Competitive Inhibitor
of SHMT2. Cancers (Basel). 2021 Aug 9;13(16):4009. doi: 10.3390/cancers13164009.
PMID: 34439169; PMCID: PMC8393646.
14: Tramonti A, Contestabile R, Florio R, Nardella C, Barile A, Di Salvo ML. A
Novel, Easy Assay Method for Human Cysteine Sulfinic Acid Decarboxylase. Life
(Basel). 2021 May 14;11(5):438. doi: 10.3390/life11050438. PMID: 34068845;
PMCID: PMC8153620.
15: Tramonti A, Nardella C, di Salvo ML, Barile A, D'Alessio F, de Crécy-Lagard
V, Contestabile R. Knowns and Unknowns of Vitamin B6 Metabolism in
Escherichia coli. EcoSal Plus. 2021
Apr;9(2):10.1128/ecosalplus.ESP-0004-2021. doi:
10.1128/ecosalplus.ESP-0004-2021. PMID: 33787481; PMCID: PMC8995791.
16: Mascolo E, Liguori F, Stufera Mecarelli L, Amoroso N, Merigliano C, Amadio
S, Volonté C, Contestabile R, Tramonti A, Vernì F. Functional Inactivation of
DrosophilaGCK Orthologs Causes Genomic Instability and Oxidative
Stress in a Fly Model of MODY-2. Int J Mol Sci. 2021 Jan 18;22(2):918. doi:
10.3390/ijms22020918. PMID: 33477627; PMCID: PMC7831483.
17: Barile A, Battista T, Fiorillo A, di Salvo ML, Malatesta F, Tramonti A,
Ilari A, Contestabile R. Identification and characterization of the pyridoxal
5'-phosphate allosteric site in Escherichia coli pyridoxine 5'-phosphate
oxidase. J Biol Chem. 2021 Jan-Jun;296:100795. doi: 10.1016/j.jbc.2021.100795.
Epub 2021 May 18. PMID: 34019876; PMCID: PMC8215295.
18: Schipp CJ, Ma Y, Al-Shameri A, D'Alessio F, Neubauer P, Contestabile R,
Budisa N, di Salvo ML. An Engineered Escherichia coli Strain with Synthetic
Metabolism for in-Cell Production of Translationally Active Methionine
Derivatives. Chembiochem. 2020 Dec 11;21(24):3525-3538. doi:
10.1002/cbic.202000257. Epub 2020 Oct 13. PMID: 32734669; PMCID: PMC7756864.
19: Nardella C, Barile A, di Salvo ML, Milano T, Pascarella S, Tramonti A,
Contestabile R. Interaction of Bacillus subtilis GabR with the gabTD promoter:
role of repeated sequences and effect of GABA in transcriptional activation.
FEBS J. 2020 Nov;287(22):4952-4970. doi: 10.1111/febs.15286. Epub 2020 Mar 20.
PMID: 32147931.
20: Nogués I, Tramonti A, Angelaccio S, Ruszkowski M, Sekula B, Contestabile R.
Structural and kinetic properties of serine hydroxymethyltransferase from the
halophytic cyanobacterium Aphanothece halophytica provide a rationale for salt
tolerance. Int J Biol Macromol. 2020 Sep 15;159:517-529. doi:
10.1016/j.ijbiomac.2020.05.081. Epub 2020 May 15. PMID: 32417544.
21: Barile A, Nogués I, di Salvo ML, Bunik V, Contestabile R, Tramonti A.
Molecular characterization of pyridoxine 5'-phosphate oxidase and its pathogenic
forms associated with neonatal epileptic encephalopathy. Sci Rep. 2020 Aug
12;10(1):13621. doi: 10.1038/s41598-020-70598-7. PMID: 32788630; PMCID:
PMC7424515.
22: Boyko AI, Artiukhov AV, Kaehne T, di Salvo ML, Bonaccorsi di Patti MC,
Contestabile R, Tramonti A, Bunik VI. Isoforms of the DHTKD1-Encoded
2-Oxoadipate Dehydrogenase, Identified in Animal Tissues, Are not Observed upon
the Human DHTKD1 Expression in Bacterial or Yeast Systems. Biochemistry (Mosc).
2020 Aug;85(8):920-929. doi: 10.1134/S0006297920080076. PMID: 33045952.
23: Contestabile R, di Salvo ML, Bunik V, Tramonti A, Vernì F. The multifaceted
role of vitamin B6 in cancer: Drosophila as a model system to
investigate DNA damage. Open Biol. 2020 Mar;10(3):200034. doi:
10.1098/rsob.200034. Epub 2020 Mar 25. PMID: 32208818; PMCID: PMC7125957.
24: Di Salvo ML, Fesko K, Phillips RS, Contestabile R. Editorial: PLP-Dependent
Enzymes: Extraordinary Versatile Catalysts and Ideal Biotechnological Tools for
the Production of Unnatural Amino Acids and Related Compounds. Front Bioeng
Biotechnol. 2020 Feb 11;8:52. doi: 10.3389/fbioe.2020.00052. PMID: 32117932;
PMCID: PMC7026007.
25: Ruszkowski M, Sekula B, Ruszkowska A, Contestabile R, Nogues I, Angelaccio
S, Szczepaniak A, Dauter Z. Structural basis of methotrexate and pemetrexed
action on serine hydroxymethyltransferases revealed using plant models. Sci Rep.
2019 Dec 23;9(1):19614. doi: 10.1038/s41598-019-56043-4. PMID: 31873125; PMCID:
PMC6928210.
26: Barile A, Tramonti A, di Salvo ML, Nogués I, Nardella C, Malatesta F,
Contestabile R. Allosteric feedback inhibition of pyridoxine 5'-phosphate
oxidase from Escherichia coli. J Biol Chem. 2019 Oct
25;294(43):15593-15603. doi: 10.1074/jbc.RA119.009697. Epub 2019 Sep 4. PMID:
31484724; PMCID: PMC6816108.
27: Mascolo E, Barile A, Mecarelli LS, Amoroso N, Merigliano C, Massimi A,
Saggio I, Hansen T, Tramonti A, Di Salvo ML, Barbetti F, Contestabile R, Vernì
F. The expression of four pyridoxal kinase (PDXK) human variants in Drosophila
impacts on genome integrity. Sci Rep. 2019 Oct 2;9(1):14188. doi:
10.1038/s41598-019-50673-4. PMID: 31578392; PMCID: PMC6775053.
28: Guiducci G, Paone A, Tramonti A, Giardina G, Rinaldo S, Bouzidi A, Magnifico
MC, Marani M, Menendez JA, Fatica A, Macone A, Armaos A, Tartaglia GG,
Contestabile R, Paiardini A, Cutruzzolà F. The moonlighting RNA-binding activity
of cytosolic serine hydroxymethyltransferase contributes to control
compartmentalization of serine metabolism. Nucleic Acids Res. 2019 May
7;47(8):4240-4254. doi: 10.1093/nar/gkz129. PMID: 30809670; PMCID: PMC6486632.
29: Nardella C, Boi D, di Salvo ML, Barile A, Stetefeld J, Tramonti A,
Contestabile R. Isolation of a Complex Formed Between Acinetobacter
baumannii HemA and HemL, Key Enzymes of Tetrapyrroles Biosynthesis. Front
Mol Biosci. 2019 Feb 26;6:6. doi: 10.3389/fmolb.2019.00006. PMID: 30863751;
PMCID: PMC6399207.
SELEZIONE DI LIBRI
1. Angelaccio, S., Contestabile, R., Di Giovine, P. and Bossa, F. (2000) “Role of Y65 and E57 in Escherichia coli serine hydroxymethyltransferase”. In Biochemistry and Molecular Biology of Vitamin B6 and PQQ-dependent Proteins (A. Iriarte, H. M. Kagan and M. Martinez-Carrion Eds), Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland, pp. 167-170.
2. John, R.A., Khayer, K., Jenn, T., Akhtar, M. , Gani, D. and Contestabile, R. (2000) “Reactions of glutamate 1-semialdehyde aminomutase with R- and S-enantiomers of a novel, mechanism-based inhibitor, 2,3-diaminopropyl sulphate”. In Biochemistry and Molecular Biology of Vitamin B6 and PQQ-dependent Proteins (A. Iriarte, H. M. Kagan and M. Martinez-Carrion Eds), Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland, pp. 285-288.
3. Raboni S, Contestabile R, Spyrakis F, Campanini B, Amadasi A, Bettati S, Peracchi A and Mozzarelli A (2010) “Pyridoxal 5'-Phosphate-Dependent Enzymes: Catalysis, Conformation and Genomics”, in Comprehensive Natural Products Chemistry.
4. Ghatge, M.S., di Salvo, M.L., Contestabile, R., Karve, S., Schirch, V., Safo. M.K. Molecular Defects of Vitamin B6 Metabolism Associated with Neonatal Epileptic Encephalopathy (2012) pp.267-290. In Miscellanea on Encephalopathies - A Second Look - vol. 2. ISBN:9789535105589.
5. Bonaccorsi, Contestabile, di Salvo (2012) Metodologie biochimiche. Casa Editrice Ambrosiana. ISBN:9788808183293