Peptide-based foldamers: new photo-controlled devices towards opto-electronic and mechanical applications

I Al fine di determinare la lunghezza critica per la formazione di eliche peptidiche in acqua è stata effettuata un’ indagine ECD su una serie completa di oligopeptidi acetilati composti da residui alternati di L-Ala ed Aib e terminante come estere metilico. Tali peptidi, pur non presentando funzionalità cariche o polari, risultano essere idrosolubili. L’ indagine È stata effettuata nell’ UV da 250 a 190 nm, ovvero nella regione dello spettro dicroico sensibile alla conformazione peptidica. Anche l’ assenza dell’ estere metilico (residuo C-terminale come carbossile o carbossilato) e la variazione della temperatura sono state studiate per osservare gli effetti sulla confomazione. Le lunghezze critiche per la transizione da struttura random ad elica 310 e da elica 310 ad elica risultano essere l’ esapeptide e l’ ottapeptide rispettivamente. II Una serie completa di nanoparticelle d’ Oro sono state sintetizzate dai peptidi della serie alternata Aib/L-Ala descritta, opportunamente funzionalizzati con acido 3-mercapto propionico. Lo studio ha stabilito la presenza di effetti chirali indotti sull’ oro dalla presenza dei leganti peptidici. Tale effetto È stato determinato via indagine ECD ed È dipendente dalla struttura secondaria del peptide e dall’ amminoacido più prossimo in catena nei leganti peptidici. III Le cause della solubilità in acqua evidenziata dai peptide della serie È stata indagata. Sono stati supposti dei meccanismi di auto aggregazione in acqua. Un’ indagine TEM ha confermato tale ipotesi. Nel caso dell’ undeca-peptide Z-Ala3-(AibAla)4OMe tali aggregati risultano sferici e di dimensioni dell’ ordine dei 100 nm. Ne È stata inoltre studiata la capacità di inglobare nanoaparticelle di Oro. Tali sistemi possono ampliare le applicazioni di sistemi auto assemblanti nei campi della biomedicina e dei materiali. IV Due nuovi ammino acidi Cα tetrasostituiti recanti due unità azobenzeniche identiche in catena laterale sono stati sintetizzati. Sono stati studiati processi di foto-isomerizzazione reversibili. E’ stata inoltre determinata la formazione di speci intermedie chirali durante tale processo. Tali amminoacidi sono stati accoppiati a residui chirali (L-Leu). In tal caso, durante il processo di isomerizzazione È stata riscontrata la formazione di speci diastereoisomeriche. Tali amminoacidi recanti due unità azobenzeniche sono stati quindi opportunamente derivatizzati per la formazione di nanoaparticelle metalliche. In particolare, il processo di foto-isomerizzazione È stato testato in fase solida su nanoparticelle di Oro con tali ammino acidi come leganti. E’ stato quindi svolto uno studio sulle proprietà magnetiche di tali nanoparticelle e la sua dipendenza dal processo di foto-isomerizzazione delle catene laterali dei leganti. V Sono stati sintetizzati una serie di peptidi elicoidali rigidi funzionalizzati con unità Pireneacetica o Ferrocenica all’ estremità N-terminale. La rigidità di tali eliche peptidiche È stata ottenuta utilizzando residui alternati di L-Ala ed Aib. Tali peptidi sono stati sintetizzati per formare SAM su superfici di Oro per applicazioni in elettrochimica. A tale scopo, i peptidi contengono anche uno o più residui di acido 4-ammino-1,2-ditiolano-4-carbossilico (Adt), un residuo in grado di legare l’ Oro grazie al legame disolfuro in catena laterale. Tale tipo di legame assicura inoltre una disposizione parallela delle catene peptidiche rispetto la superficie. Sono stati sintetizzati due decapeptidi recanti due Adt in posizione 1 e 8 (due giri esatti in un’ elica) ed una serie di esapeptidi recanti gli Adt in posizione 1 e 4 (un giro di elica 310). Tale geometria consente il legame più efficiente possibile alla superficie, in quanto i residui di Adt si trovano dallo stesso lato dell’ elica. I prodotti finali sono stati chimicamente caratterizzati. Sono state condotte approfondite indagini conformazionali su due esapeptidi. Su un esapeptide contenente Ferrocene sono stati inoltre condotti degli esperimenti di voltammetria ciclica e di generazione di foto-corrente.