Caratterizzazione chimico-fisica della denaturazione termica della beta-lattoglobulina, modulata da ioni metallici

none6La beta-lattoglobulina bovina (BLG) è stata molto studiata come proteina modello essendo uno dei maggiori componenti del latte vaccino. A pH neutro la proteina esiste sotto forma di dimero, in cui ogni monomero è caratterizzato da 9 catene beta-strand antiparallele, un’alfa-elica più corta e una più lunga nella zona del C-terminale. La sua aggregazione è stata studiata per cercare di individuare il meccanismo di formazione di fibrille amiloidi in diverse condizioni sperimentali. Anche il ruolo di metalli, come Cu(II) e Zn(II), è importante. E’ noto che l’aggregazione termica a pH neutro avviene con formazione di oligomeri. L’aggregazione termica a 60°C della BLG a pH 7 in assenza e in presenza di ioni rame e zinco, è stata studiata utilizzando diverse metodiche. L’accrescimento degli aggregati è stato evidenziato da misure di light scattering dinamiche, mentre le variazioni di struttura secondaria e terziaria della proteina sono state seguite per mezzo delle spettroscopie IR, FT-Raman e di fluorescenza. Infine, la morfologia degli aggregati è stata esaminata con l’AFM, che ha evidenziato la presenza di oligomeri e di fibrille. Due diverse fasi caratterizzano l’aggregazione della BLG: la prima fase è caratterizzata dalla formazione di beta-sheets intermolecolari e dallo scambio H-D, che indicano un parziale unfolding della proteina; nella seconda fase, in cui è terminato lo scambio H-D, si osserva una modificazione della struttura terziaria della proteina, confermato anche dal quenching della fluorescenza del Trp e dall’aumento di quella della Tyr. In accordo con questa ipotesi, le misure Raman evidenziano, sia per Cu che per Zn, una variazione della conformazione dei ponti disolfuro, una diminuzione di intensità della banda del Trp, indice di parziale esposizione del Trp al solvente, e un aumento della percentuale relativa di strutture beta. I dati ottenuti con le diverse tecniche supportano l’ipotesi che l’aggregazione della BLG inizi con la formazione di oligomeri metastabili, che evolvono portando alla formazione di fibrille, contemporaneamente a un lento processo di riarrangiamento della struttura terziaria. La presenza dei metalli promuove la formazione di aggregati fibrillari, in particolare per quanto riguarda lo zinco.noneA. Tinti; G. Navarra; M. Di Foggia; V. Militello; A. Torreggiani; M. LeoneA. Tinti; G. Navarra; M. Di Foggia; V. Militello; A. Torreggiani; M. Leon