Riassunto analitico
Le Transglutaminasi (EC 2.3.2.13) sono una classe di proteine appartenenti al gruppo delle Transferasi. Catalizzano un trasferimento di acile dai residui γ-glutamminici presenti nelle proteine o nei peptidi substrato (Q-donatori), ad un substrato accettore di acile, formando una varietà di prodotti differenti in dipendenza dalle molecole coinvolte. In particolare quando la reazione avviene tra il donatore di acile e l’ε-ammino gruppo di un residuo di lisina, si formano legami covalenti simil-peptidici ε-(γ-glutamyl)-lysine (G-L). Con questa reazione due molecole di proteina possono venire unite da un cross-link covalente isopeptidico con la formazione di un nuovo complesso proteico. Sin dal 1989 si è evidenziata la capacità di diversi ceppi batterici di produtte questo enzima. Alcuni di questi, tra cui in particolare lo Streptoverticillium spp. strain S-8112, sono stati ottimizzati per l’over-espressione. La disponibilità dell’enzima microbico (MTG) a basso costo ha portato ad un rapido accrescimento delle applicazioni della transglutaminasi nel campo alimentare, mentre le applicazioni delle MTG in altri settori industriali sono state esplorate solo in modo marginale.
In questa tesi di laurea, la prima svolta su questo argomento presso l’Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare del CNR di Milano, sono state inizialmente studiate e confrontate le prestazioni, in termini di attività e stabilità, di diverse MTGs da formulati commerciali, utilizzando il saggio colorimetrico dell’idrossammato proposto da J. E. Folk e P. W. Cole (1966).
In vista di possibili applicazioni in settori diversi dall’alimentare, le MTGs sono state poi testate su due tipologie di substrati proteici: caseine da latte bovino ed estratti di proteine di soya, osservando sempre la formazione di hydrogels. Per ottimizzare il dosaggio enzimatico in condizioni operative e, più in generale, le condizioni del processo di polimerizzazione biocatalizzata, è stato messo a punto un nuovo metodo per il monitoraggio della progressione della reticolazione proteica.
Il metodo misura l’aumento di viscosità utilizzando un viscosimetro Brookfield DV-I PRIME dotato di una camera termostatata SC4-13R e uno spindle SC4-27 con geometria concentrica “cone and plate at the bottom” adatto a soluzioni colloidali di viscosità medio/bassa. Questa nuova tecnica si è rivelata in grado di discriminare la reticolazione delle due diverse classi proteiche considerate. Infatti, mentre la reticolazione delle caseine seguiva una cinetica complessa, con una fase iniziale di latenza seguita da un aumento esponenziale della viscosità, le proteine della soya non mostravano una fase iniziale di latenza ma davano subito origine al processo di polimerizzazione formando hydrogel più lassi con un livello di reticolazione non prevedibile.
Il metodo proposto, semplice e facilmente riproducibile anche in laboratori tecnologici, potrebbe essere utile per lo sviluppo e il controllo di processi industriali che utilizzino le MTGs per la strutturazione dei prodotti a base di carne e / o per la valorizzazione e reticolazione di materiali proteici.
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