Modellazione molecolare dell'assorbimento di una proteina del tuorlo d'uovo su un'interfaccia acqua-olio = Molecular modeling of the adsorption of an egg yolk protein on a water-oil interface

Questo lavoro di tesi si concentra sulla modellazione molecolare, tramite la dinamica molecolare classica full-atom, di una proteina del tuorlo d'uovo all'interfaccia acqua-olio. Il tuorlo d'uovo contiene diverse molecole con proprietà emulsionanti, in particolare proteine e fosfolipidi. Queste molecole hanno una parte polare e una apolare e possono agire come tensioattivi. Tra le proteine, quella che ha mostrato sperimentalmente le maggiori proprietà emulsionanti è un omodimero chiamato Apovitellenina-1. Su questa proteina ci sono poche informazioni riguardanti la sua struttura e le sue proprietà chimico-fisiche. Questo perché all'interno del tuorlo d'uovo, questa proteina si trova in aggregati dai quali è difficile isolarla. Lo scopo era quello di verificare le proprietà emulsionanti di questa proteina e l'eventuale competizione o cooperazione con i fosfolipidi. In particolare, sono state effettuate diverse simulazioni in un sistema bifasico composto da volumi uguali di acqua e olio di soia con una concentrazione variabile di fosfolipide e una diversa configurazione spaziale. Inoltre, è stato valutato il coefficiente di diffusione sia in acqua che in olio utilizzando tecniche di dinamica molecolare. Le simulazioni di dinamica molecolare sono state eseguite su GROMACS e Plumed (per la metadinamica) utilizzando Marconi100 (da CINECA) e Legion (da HPC@polito) come cluster. Per determinare la stabilità della proteina all'interfaccia acqua-olio, è stata valutata l'energia libera di Gibbs variando la distanza tra la proteina e la fase olio e il raggio di rotazione della proteina, che può essere preso come riferimento della stabilità strutturale. Infine, è stata effettuata un'analisi dettagliata per studiare quale porzione della proteina, e in particolare quali amminoacidi, sono coinvolti nella stabilizzazione dell'interfaccia acqua-olio. Una possibile applicazione futura per questo lavoro è quella di estrarre eventualmente dai profili energetici una cinetica di assorbimento tramite l'isoterma di Langmuir.