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 proteine

Grenoble Istituto Laue-Langevin (ILL) IN13 Lo spettrometro IN13

CRG-IN13 High-resolution spectrometers Thermal neutron backscattering spectrometer Geometria in back- scattering: θ=90°, cot(θ)=0 Dipende dallangolo di scattering Dipende dal cristallo

β-lattoglobulina Composizione: -162 amminoacidi -MW Da -C 820 H 1308 N 206 O 252 S 5 Composizione: -162 amminoacidi -MW Da -C 820 H 1308 N 206 O 252 S 5 Numero di protoni non scambiabili -240 scambiabili Numero di protoni non scambiabili -240 scambiabili Scambiabili rapidamente (OH, SH, NH amminico ) Scambiabili rapidamente (OH, SH, NH amminico ) Scambiabili lentamente (NH ammidico ) Scambiabili lentamente (NH ammidico )

Obiettivi -Analisi, mediante scattering neutronico elestico, di una polvere di β-lattoglobulina idratata al 14% in D 2 O (14g D 2 O:100g di proteina, 141 molecole di D 2 O per molecola di proteina) a diverse temperature, per cercare di descrivere la dinamica della proteina avente un numero ridotto di molecole di acqua didratazione -Le fluttuazioni strutturali inferiori al nanosecondo ci permettono di quantificare lampiezza dei movimenti degli idrogeni della molecola (studio dello spostamento quadratico medio) -Lidratazione catalizza la mobilità della proteina incrementando i moti collettivi anarmonici -Labbassamento 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 dellintensità integrata

Preparazione del campione -Purificazione della -lattoglobulina da siero di latte -Scambio H/D mediante dialisi in D 2 O -Liofillizazzione -Reidratazione differenziale mediante camere ad umidità relativa controllata: idratazione al 14% -Preparazione delle celle per lanalisi del campione in cella dalluminio da 1 mm -Peso della cella ( g prima e dopo la misura) -Purificazione della -lattoglobulina da siero di latte -Scambio H/D mediante dialisi in D 2 O -Liofillizazzione -Reidratazione differenziale mediante camere ad umidità relativa controllata: idratazione al 14% -Preparazione delle celle per lanalisi del campione in cella dalluminio da 1 mm -Peso della cella ( g prima e dopo la misura)

Schema 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 (2 run da 1h) -Posizionamento del monitor (M 2 ) dopo il sample per misure di trasmissione (M 1 /M 2 ) -Misura della trasmissione: -cella vuota posizionata a 90° (R c =M 1c /M 2c ) -camera senza cella (R v =M 1v /M 2v ) -cella con campione posizionata a 90° (R s =M s /M s ) -trasmissione cella (T c =R v /R c ) e campione (T s =R v /R s ) -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 (2 run da 1h) -Posizionamento del monitor (M 2 ) dopo il sample per misure di trasmissione (M 1 /M 2 ) -Misura della trasmissione: -cella vuota posizionata a 90° (R c =M 1c /M 2c ) -camera senza cella (R v =M 1v /M 2v ) -cella con campione posizionata a 90° (R s =M s /M s ) -trasmissione cella (T c =R v /R c ) e campione (T s =R v /R s ) -Posizionamento a 45° della cella con campione -Inizio del set di misure tra 110K e 260K (16 misure da 1h)

Analisi dati -Raggruppamento dei run acquisiti alle diverse temperature in ununica 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 in Q -Plot del LnI(Q) vs Q 2 -Fit a piccoli valori di Q in accordo con lapprossimazione gaussiana = Spostamento Quadratico Medio

Spostamento Quadratico Medio

Intensità Integrata Spostamento Quadratico Medio Spostamento Quadratico Medio

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