Temi di ricerca del gruppo
Utilizzo di membrane bioenergeticamente attive per lo studio di solventi eco-compatibili
L'impiego di sostanze eco-compatibili è obiettivo primario della green chemistry. Tra questi hanno un ruolo centrale solventi e tensioattivi eco-compatibili (liquidi ionici, eutectic solvents) ed i biobased chemicals. L’interazione di questi composti con le entità biologiche ed il loro impatto ambientale variano notevolmente e mostrano una elevata specie-specificità. Nel laboratorio vengono studiati gli effetti di sostanze considerate green sull’integrità di membrane biologiche native isolate da batteri fotosintetici e mitocondri, ed i loro effetti sulla crescita di microorganismi in coltura. L’utilizzo di membrane biologiche bioenergeticamente attive, isolate in forma vescicolare, offre il vantaggio di approfondire il meccanismo di azione di molecole esogene permettendo di distinguere tra l’inibizione diretta su uno o più dei complessi responsabili della trasduzione dell’energia ed inibizione indiretta, dovuta al disaccoppiamento della forza proton-motiva dalla sintesi di ATP.
Meccanismi di bioprotezione in matrici vetrose disidratate
L'inserimento di biomolecole, in particolare proteine, in matrici vetrose dei disaccaridi trealosio e saccarosio sufficientemente disidratate produce una drastica inibizione della dinamica conformazionale della biomolecola su ampia scala temporale, determinandone una eccezionale stabilità termica. Questo comportamento è alla base del fenomeno naturale dell'anidrobiosi e di numerose applicazioni in ambito farmaceutico e biotecnologico. Il nostro gruppo, in collaborazione con L. Cordone (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Palermo), ha formulato un modello molecolare di bioprotezione (anchorage hypothesis) che riconduce l’accoppiamento dinamico proteina-matrice alla formazione di reti di legami H estese a gruppi superficiali della proteina, molecole di acqua residua e disaccaride. Per verificare il modello e definirne i dettagli molecolari, caratterizziamo la struttura e la dinamica di matrici amorfe formate da proteine modello e da disaccaridi (o altri cosoluti sintetizzati in condizioni di stress da organismi anidrobiotici) mediante spettroscopia FTIR statica. Recentemente questi studi sono stati estesi alla caratterizzazione delle proprietà bioprotettive di matrici disidratate costituite da proteine intrinsecamente disordinate (CAHS), purificate da organismi anidrobiotici.