Società Italiana di Spettroscopia Neutronica

Scattering Elastico della β-lattoglobulina

Barreca Davide (Dipartimento di Chimica Organica e Biologica, Università di Messina)

Calderaro Antonella (Dipartimento di Chimica Organica e Biologica, Università di Messina)

Leggio Claudia (Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma)

Tutor: Dr. Daniela Russo

Dinamica di proteineDinamica di proteine

GrenobleIstituto Laue-Langevin

(ILL)

IN13

Lo spettrometro IN13

CRG-IN13CRG-IN13High-resolution spectrometers

Thermal neutron backscattering

spectrometer

Geometria in back-scattering:

θ=90°, cot(θ)=0

Dipende dall’angolo

di scattering

Dipende dal

cristallo

β-lattoglobulinaβ-lattoglobulina

Composizione:-162 amminoacidi-MW 18155 Da-C820H1308N206O252S5

Composizione:-162 amminoacidi-MW 18155 Da-C820H1308N206O252S5

Numero di protoni 1308

-1068 non scambiabili -240 scambiabili

Numero di protoni 1308

-1068 non scambiabili -240 scambiabili

Scambiabili rapidamente(OH, SH, NHamminico)

Scambiabili rapidamente(OH, SH, NHamminico)

Scambiabili lentamente(NHammidico)

Scambiabili lentamente(NHammidico)

ObiettiviObiettivi

-Analisi, mediante scattering neutronico elestico, di una polvere di β-lattoglobulina idratata al 14% in D2O (14g D2O:100g di proteina, 141 molecole di D2O per molecola di proteina) a diverse temperature, per cercare di descrivere la dinamica della proteina avente un numero ridotto di molecole di acqua d’idratazione

-Le fluttuazioni strutturali inferiori al nanosecondo ci permettono di quantificare l’ampiezza dei movimenti degli idrogeni della molecola (studio dello spostamento quadratico medio)

-L’idratazione catalizza la mobilità della proteina incrementando i moti collettivi anarmonici

-L’abbassamento della temperatura sopprime le transizioni tra gli stati conformazionali

-Esprimenti di diffusione elastica di neutroni su proteine con diverso grado di idratazione al variare della temperatura evidenziano un abbassamento dell’intensità integrata

Preparazione del campionePreparazione del campione

-Purificazione della β-lattoglobulina da siero di latte

-Scambio H/D mediante dialisi in D2O

-Liofillizazzione

-Reidratazione differenziale mediante camere ad umidità relativa controllata: idratazione al 14%

-Preparazione delle celle per l’analisi del campione in cella d’alluminio da 1 mm

-Peso della cella (38.2066 g prima e dopo la misura)

-Purificazione della β-lattoglobulina da siero di latte

-Scambio H/D mediante dialisi in D2O

-Liofillizazzione

-Reidratazione differenziale mediante camere ad umidità relativa controllata: idratazione al 14%

-Preparazione delle celle per l’analisi del campione in cella d’alluminio da 1 mm

-Peso della cella (38.2066 g prima e dopo la misura)

Schema acquisizione datiSchema acquisizione dati-Posizionamento a 45° della cella nel criostato

-Cicli di estrazione di aria e insufflazione di He con formazione di ambiente con pressione finale pari a 2 mbar di He

-Avvio e settaggio dello strumento mediante NOMAD

-Acquisizione della cella vuota (2run da 1h)

-Posizionamento del monitor (M2) dopo il sample per misure di trasmissione (M1/M2)

-Misura della trasmissione: -cella vuota posizionata a 90° (Rc=M1c/M2c)-camera senza cella (Rv=M1v/M2v)-cella con campione posizionata a 90° (Rs=Ms/Ms)-trasmissione cella (Tc=Rv/Rc) e campione (Ts=Rv/Rs)

-Posizionamento a 45° della cella con campione

-Inizio del set di misure tra 110K e 260K (16 misure da 1h)

-Posizionamento a 45° della cella nel criostato

-Cicli di estrazione di aria e insufflazione di He con formazione di ambiente con pressione finale pari a 2 mbar di He

-Avvio e settaggio dello strumento mediante NOMAD

-Acquisizione della cella vuota (2run da 1h)

-Posizionamento del monitor (M2) dopo il sample per misure di trasmissione (M1/M2)

-Misura della trasmissione: -cella vuota posizionata a 90° (Rc=M1c/M2c)-camera senza cella (Rv=M1v/M2v)-cella con campione posizionata a 90° (Rs=Ms/Ms)-trasmissione cella (Tc=Rv/Rc) e campione (Ts=Rv/Rs)

-Posizionamento a 45° della cella con campione

-Inizio del set di misure tra 110K e 260K (16 misure da 1h)

Analisi datiAnalisi dati-Raggruppamento dei run acquisiti alle diverse temperature in un’unica matrice

-Normalizzazione di tutti i dati per il monitor

-Sottrazione della cella vuota

-Normalizzazione delle intensità per lo stesso campione ad un basso valore di T

per eliminare eventuali problemi dei detector

- Eventuale rimozione di alcuni detector

-Conversione di θ in Q

-Plot del LnI(Q) vs Q2

-Fit a piccoli valori di Q in accordo con l’approssimazione gaussiana

<μ2> = Spostamento Quadratico Medio

Spostamento Quadratico MedioSpostamento Quadratico Medio

Intensità IntegrataIntensità Integrata

Spostamento Quadratico Medio

Spostamento Quadratico Medio

Grazie…..Grazie…..

….anche se è stata abbastanza dura……

Prof. Renato Magli

Dr. Ferdinando Formisano

I tutor che ci hanno seguito (in particolare la Dr. Daniela Russo)

Professori e ricercatori che ci hanno introddotto nel fantastico mondo di