Sintesi e caratterizzazione di peptidi e di sistemi peptide-porfirina per studi spettroscopici

I processi di trasferimento elettronico sono di fondamentale importanza per numerose funzioni biologiche, tra cui la respirazione cellulare e la fotosintesi clorofilliana. La disposizione spaziale ordinata delle unità redox coinvolte in queste trasformazioni è necessaria per poter garantire l’elevata efficienza del trasferimento, e un ruolo centrale è fornito dalle strutture proteiche, che possiedono la capacità di adottare specifiche conformazioni tridimensionali, come α-eliche e β-foglietti. Ciò fornisce dei cammini preferenziali per il trasferimento degli elettroni all’interno di questi sistemi complessi. Il trasferimento elettronico mediato da catene peptidiche è stato quindi studiato estesamente durante gli anni e si è visto, in particolare, come le strutture elicoidali siano quelle più efficaci e interessanti grazie alla relativa rigidità della struttura, alla possibilità di modulare la distanza tra le unità redox impegnate nel trasferimento elettronico e alla presenza di un macrodipolo generato dalla somma dei singoli momenti di dipolo relativi ai legami peptidici. La possibilità di costruire dei monostrati autoassemblati, sfruttando l’intrinseca capacità di aggregazione delle eliche peptidiche, ha portato, inoltre, allo studio di questi processi all’interno di sistemi ibridi, in cui i peptidi vengono supportati su superfici di materiali conduttori o semiconduttori. In particolare, un analogo del peptide naturale Tricogina GA IV, che presenta quattro residui di lisina al posto dei residui di glicina della sequenza nativa, è stato impiegato nella costruzione di sistemi self-assembled su un elettrodo d’oro, per esperimenti di trasferimento elettronico fotoindotto. Ispirati dalla sequenza di questo analogo, nel presente lavoro di Tesi sono stati sintetizzati sei peptidi che condividono parte della sua sequenza originaria. Tutte le sequenze sono state sintetizzate tramite la sintesi peptidica su fase solida (SPPS) e le derivatizzazioni, dove presenti, sono state fatte utilizzando una combinazione di SPPS e di sintesi in soluzione. I peptidi sintetizzati sono i seguenti: Ade-K2569-Thym, TPP-WW-K2569-WW-Lipo, TPP-WW-K2569-WW-K2569-WW-NHCH2CH2NH2, Ac-WW-K2569-WW-Ac, Ade-LUKIL-NHCH2CH2NH2 e Ade-K25(Ade)69-NHCH2CH2NH2, dove K2569 rappresenta la sequenza dell’analogo della Tricogina GA IV con le quattro lisine. I peptidi sono stati ottenuti con delle rese comprese tra il 13% e il 26%. I peptidi purificati sono stati ottenuti con purezze comprese tra l’81% e il 92%. Le caratterizzazioni sono state fatte tramite cromatografia liquida ad alta prestazione a fase inversa (RP-HPLC) e spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS). Inoltre, i peptidi Ade-K2569-Thym, TPP-WW-K2569-WW-Lipo e TPP-WW-K2569-WW-K2569-WW-NHCH2CH2NH2 sono stati caratterizzati dal punto di vista conformazionale tramite misure di dicroismo circolare (CD) in tre diversi solventi: H2O, MeOH e una soluzione di SDS 100mM in acqua (ambiente membrano-mimetico).