Interazioni con la membrana, proprietà di aggregazione, e profili conformazionali dei frammenti di α-Sinucleina

α–Synuclein (α–syn) is an intrinsically disordered protein (IDP) whose aberrant misfolding and subsequent aggregation into amyloid fibrils are central to the pathogenesis of synucleinopathies, including Parkinson's disease. While the properties of the full–length protein have been extensively characterized, truncation fragments generated by endogenous proteolytic processing (1–99, 7–140, 52–140) can significantly modulate the protein's conformational and aggregation properties, potentially contributing to disease progression. In this work, a comparative biophysical characterization of wild–type α–Synuclein and its truncated fragments was carried out, integrating complementary techniques: hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX–MS) to map residue–specific conformational profiles and identify regions with differential structural protection; size–exclusion chromatography (SEC) to assess the anomalous hydrodynamic behavior typical of IDPs; ThT fluorescence–based aggregation kinetics assays to characterize fibrillogenesis kinetics; circular dichroism (CD) to monitor secondary structure transitions, including those induced by interaction with membrane–mimetic systems (SUVs); and native mass spectrometry (native MS) to investigate oligomeric states under non–denaturing conditions. The results indicate that removal of specific N– or C–terminal regions alters, in a sequence–dependent manner, both the conformational landscape and the propensity for aggregation and lipid membrane interaction, suggesting that proteolytic processing of α–Synuclein may represent a regulatory, or pathological, mechanism relevant to the modulation of amyloid aggregation

L'α–Sinucleina (α-syn) è una proteina intrinsecamente disordinata (IDP) il cui ripiegamento aberrante e la successiva aggregazione in fibrille amiloidi sono centrali nella patogenesi delle sinucleinopatie, tra cui il morbo di Parkinson. Sebbene il ruolo della proteina sia stato ampiamente caratterizzato, i frammenti generati da processi proteolitici endogeni (1–99, 7–140, 52–140) possono modulare in modo significativo le proprietà conformazionali e aggregative della proteina, contribuendo potenzialmente alla progressione patologica. In questo lavoro è stata condotta una caratterizzazione biofisica comparativa di α–Sinucleina wild-type e dei suoi frammenti troncati, integrando tecniche complementari: la spettrometria di massa con scambio idrogeno–deuterio (HDX–MS) per mappare i profili conformazionali residuo–specifici e identificare regioni a diversa protezione strutturale; la cromatografia di esclusione dimensionale (SEC) per valutare il comportamento idrodinamico anomalo tipico delle IDP; saggi di cinetica di aggregazione basati su fluorescenza ThT per caratterizzare le cinetiche di fibrillogenesi; la dicroismo circolare (CD) per monitorare le transizioni di struttura secondaria, incluse quelle indotte da interazione con membrane mimetiche (SUV); e la spettrometria di massa nativa (Native MS) per studiare gli stati oligomerici in condizioni non denaturanti. I risultati indicano che la rimozione di specifiche regioni N– o C–terminali altera in modo sequenza–dipendente sia le caratteristiche conformazionali che la propensione all'aggregazione e l'interazione con le membrane lipidiche, suggerendo che il processamento proteolitico di α–Sinucleina possa rappresentare un meccanismo regolatorio, o patologico, rilevante nella modulazione dell'aggregazione amiloide.