Proposta di Tesi

(dott. Gilberto Giugliarelli , Dipartimento di Fisica )

Studio del Protein Folding con Modelli su Reticolo con Side Chains

Il protein folding corrisponde a quel complesso di trasformazioni strutturali spontanee che portano una macromolecola da una struttura disordinata (random coil) alla struttura tridimensionale (stato nativo) in cui la proteina esplica la sua funzione bio-fisiologica. Il grande interesse nello studio di tale fenomeno non discende soltanto dal fatto che su di esso e' basata la costruzione della quasi totalita' delle proteine trovate in natura, ma anche perche', contrariamente a quanto si osserva per polimeri e polipeptidi in genere, per esse e' tale fenomeno e' molto rapido, fortemente specifico e robusto. A tale riguardo si dice spesso che la struttura tridimensionale (struttura terziaria) di una proteina e' codificata nella sequenza degli amino-acidi che la compongono (struttura primaria).
Da circa 10-15 anni anche i fisici si stanno impegnando con crescente impegno in questo campo utilizzando vari tipi di approccio. Si va da modelli su reticolo piu' o meno sofisticati trattati con metodi Monte Carlo, a modelli off-lattice trattati con tecniche di dinamica molecolare, ad approcci ab-inizio, etc. La complessita' del problema accomuna tutti gli approcci nel largo uso di tecniche computazionali.

In prima analisi la modellizzazione delle proteine su reticolo costituisce una grossa schematizzazione e semplifizione delle reali caratteristiche morfologiche e fisiche delle macromolecole originarie. Tuttavia tali modelli costituiscono uno dei pochi contesti, se non l'unico, dove il protein folding puo' essere studiato nel suo complesso e non solo in certi aspetti particolari. Inoltre, negli ultimi anni, sono stati proposti modelli su reticolo piu' sofisticati che permettono approfondimenti dello studio del protein folding sempre piu' interssanti. Nel presente lavoro di tesi verrano considerati dei modelli su reticolo basati sull'uso di side chains per lo studio del protein folding. Se ne analizzeranno le diverse caratteristiche e si affrontera' lo studio del protein folding in 3D in presenza di meccanismi di kinetic partitioning.