Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/7435
Title: High pressure studies of amyloid proteins
Authors: Piccirilli, Federica
Supervisore/Tutore: Comelli, Giovanni
Cosupervisore: Perucchi, Andrea
Issue Date: 28-Mar-2012
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: 
In questa tesi viene presentato lo studio di due proteine amiloidi, l'insulina
e l' -sinucleina , condotto attraverso l'utilizzo della spettroscopia infrarossa
a trasformata di Fourier in alta pressione. Con il nome di brille amiloidi
ci si riferisce ad aggregati proteici altamente ordinati che si vengono a depositare
in diversi organi o tessuti durante lo sviluppo di molte importanti
patologie, le amiloidosi. Tra queste, vista la crescente di usione nelle popolazioni
occidentali, vale la pena citare il morbo di Parkinson, e il morbo di
Alzheimer. Le conoscenze relative alla termodinamica degli aggregati amiloidi
e alle cinetiche di aggregazione sono ancora limitate. Ci o che maggiormente
complica la ricerca di strategie atte ad inibire la reazione e la sostanziale irreversibilit
a del processo di aggregazione. Le brille amiloidi dimostrano infatti
una sorprendente stabilit a termodinamica. L'introduzione di tecniche di alta
pressione nello studio dei sistemi biologici ha negli ultimi anni evidenziato le
potenzialit a e l'utilit a della bio sica delle alte pressioni in particolare nello
studio degli stati conformazionali delle proteine . Attraverso una variazione
di pressione, si possono infatti gestire le distanze intra- e inter-molecolari
in modo controllato. Dal presente studio emerge che l'applicazione dell'alta
pressione e in grado di indurre la rottura degli aggregati amiloidi con
un'e cienza che dipende dallo stato di maturazione della brilla (nel caso
dell'insulina) e dalla speci ca mutazione genetica (nel caso della sinucleina).
E' stato inoltre individuata una sequenzialit a nel processo di dissociazione indotto,
che sembra ri
ettere la pre-esistente gerarchia di strutture della catena
peptidica. Attraverso l'applicazione dell'alta pressione e stato dunque possibile
stabilizzare stati intermedi di brillazione. Quest'ultimo rappresenta
il punto di forza della bio sica in alta pressione, che permette di popolare
e quindi caratterizzare stati energeticamente instabili a pressione ambiente,
fornendo dunque nuove linee di ricerca da seguire per la comprensione delle
amiloidosi.

In this thesis is presented the investigation of the infrared properties at high
pressures of two amyloidogenic proteins: insulin and -synuclein. Amyloid
brils are highly ordered protein aggregates occurring during the development
of many serious diseases, like Alzheimer's and Parkinson's diseases.
Despite a major e ort both from the biological and biophysical communities,
very little is known about the thermodynamics of the aggregated protein
state and the kinetic mechanisms of its formation. Fibrillation is an
irreversible process and a key challenge is the development of therapeutical
strategies able to inhibit or reverse the formation of amyloids. Hydrostatic
pressure has proven to be a powerful tool for the study of biological systems.
Contrary to temperature - whose e ects show both on volume and thermal
energy simultaneously - pressure leads to a controlled change of inter- and
intramolecular distances, and enables to determine the stability of a protein
structure. From the present study, it comes out that high pressure is able
to induce the disaggregation of brils with an e cacy which depends on the
maturation stage (insulin) and on speci c point mutations (synuclein). Our
results show how high pressure disaggregation occurs following a sequential
mechanism that re
ects the protein's structure hierarchy. Pressure allows to
address intermediate states, which are probably occurring along the aggregation
reaction pathway, thus providing a new clue to the understanding of amyloidosis.
Ciclo di dottorato: XXIV Ciclo
metadata.dc.subject.classification: SCUOLA DI DOTTORATO DI RICERCA IN FISICA
Description: 
2010/2011
Keywords: high pressure
amyloids
insulin
synuclein
misfolding
Parkinson
biophysics
Language: en
Type: Doctoral Thesis
Settore scientifico-disciplinare: FIS/07 FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
NBN: urn:nbn:it:units-9165
Appears in Collections:Scienze biologiche

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