RUOLO DELLE DISTORSIONI NEL SITO ATTIVO DI EMO

RUOLO DELLE DISTORSIONI NEL SITO ATTIVO DI EMO-PROTEINE
M. Leone
INFM e Dip. di Scienze Fisiche ed Astronomiche dell’Università’ Via Archirafi, 36 – 90123 Palermo
Le porfirine ed altri tetrapirroli rivestono una larga varietà di ruoli come cromofori dei complessi proteici.
Alla loro capacità di svolgere differenti funzioni, in differenti proteine, contribuisce in maniera determinante la
larga flessibilità nella conformazione del macrociclo, che deve adattarsi alle numerose interazioni non-covalenti
imposte dagli amminoacidi delle catene laterali della matrice proteica. Appare quindi evidente l’interesse per lo
studio delle proprietà strutturali ed elettroniche delle porfirine, e della loro interazione con le proprietà
dinamiche del sito attivo. A questo scopo, un valido metodo di indagine è costituito dallo studio, in funzione
della temperatura, delle bande di assorbimento Q0 e Qv (650-450 nm). Queste bande sono presenti in tutti i
derivati delle emoproteine, sebbene molto meno intense della elettronicamente permessa e largamente studiata
banda di Soret (450-350 nm). La banda Q0 é attribuita ad una transizione π->π* del gruppo eme, che appare non
permessa dalle regole di selezione elettronica in simmetria planare (D4h) del complesso eme-ferro-legante; la
banda Qv è invece considerata come una struttura vibrazionale della prima. Un’analisi teorica (V. Sanfratello,
Tesi di Laurea) della forma di riga delle bande Q in termini di accoppiamenti Herzberg-Teller, ha permesso di
evidenziare come, data la loro natura, le bande Q presentino: i) una intensità fortemente dipendente da
distorsioni strutturali, che possono allontanare il sistema dalla originaria simmetria D4h; ii) una struttura del
profilo di assorbimento largamente dominata da accoppiamenti non Franck-Condon con i modi vibrazionali
locali del sito attivo, che sono all’origine della Qv; iii) un allargamento omogeneo minore di quello associato con
la banda di Soret, che permette quindi di meglio evidenziare le strutture fini vibrazionali.
Questo strumento di indagine si è rivelato particolarmente adatto allo studio degli effetti del legame del
gruppo eme con leganti di grosso ingombro sterico (”bulky ligands”), come l’acido nicotinico, il cui interesse
generale nasce dalle sostanziali modificazioni conformazionali indotte all’interno del sito attivo di emoproteine.
Un’analisi comparativa di derivati di differenti proteine, legati all’acido nicotinico e al monossido di carbonio,
ha mostrato la presenza di distorsioni del gruppo eme, che dipendono sia dalle singole proteine sia dalla natura
del legante. L’insieme degli effetti indotti dalla sostituzione del legante sulle proprietà dinamiche e strutturali
delle varie emoproteine è stato messo a confronto con le proprietà funzionali, come evidenziate dalle costanti
cinetiche di legame.