Aggregating proteins and their interaction with chemical chaperones

Durante il mio Corso di Dottorato in Scienze Molecolari ho studiato il processo di misfolding proteico, una condizione rilevante per diverse patologie umane, tra le quali anche la cataratta. In questo contesto ho usato cristallini di maiale per estrarre diverse frazioni di proteine solubili e insolubili in acqua o per ottenere sezioni sottili di tessuto con metodi alternativi. Attraverso l’uso di tecniche biofisiche, principalmente spettroscopie UV, fluorescenza, dicroismo circolare (CD), dicroismo circolare a radiazione di sincrotrone (SRCD), ho studiato la conformazione nativa di queste proteine in tamponi acquosi o in soluzioni di miscela di solventi organici, le loro proprietà di aggregazione e l'effetto causato dall'irradiazione condotta con luce ultravioletta o della presenza di diverse concentrazioni di ioni sul comportamento di tali proteine. Inoltre, ho analizzato la possibile attività di alcuni gruppi di piccole molecole (antiossidanti o composti antiamiloidogenici) che possono avere un effetto protettivo sulla denaturazione dei cristallini. Sfruttando le caratteristiche della radiazione del sincrotrone, è stato possibile studiare sia la foto-stabilità delle cristalline in soluzione sia le sezioni sottili di tessuto. In quest'ultimo caso ho anche ottenuto mappe bi- e tridimensionali della distribuzione della conformazione proteica all’interno del campione analizzato, prima e dopo irraggiamento con lampada UV o luce del sincrotrone. In queste circostanze ho anche studiato le basi molecolari dell'effetto esercitato dalla radiazione del sincrotrone nel lontano UV in soluzione acquosa e in presenza di proteine, chiarendo il meccanismo della denaturazione proteica osservato quando si acquisiscono scansioni ripetute e consecutive di SRCD. Per comprendere meglio le forze che regolano la stabilità strutturale del modello proteico, ho anche analizzato l'interazione di proteine o peptidi con diversi tipi di DNA. A tale scopo ho usato albumina di siero umano e RNAse come proteine modello osservando la loro interazione con ctDNA, e ho sintetizzato un peptide di 25 residui per studiare la sua interazione con diverse sequenze di DNA G-quadruplex. Quindi la foto-stabilità delle proteine o del peptide è stata confrontata in presenza o in assenza della corrispondente topologia del DNA.