Le proteine di riserva vengono accumulate in grosse quantità nei tessuti cotiledonari durante lo sviluppo del seme e hanno la funzione di fornire azoto e carbonio alla giovane plantula (1). Esse vengono completamente degradate nei primi stadi della germinazione da specifici enzimi proteolitici ad amminoacidi, in un processo graduale che vede la formazione di peptidi intermedi. E' stato dimostrato che alcuni di questi peptidi posseggono attività biologica, agendo come inibitori della crescita microbica, come lectine, e come trasportatori di ioni metallici e vitamine (2). Queste osservazioni non hanno rilevanza solo biochimica e fisiologica anche applicativa in quanto queste funzionalità possono impiegate dall'uomo in molteplici campi.
La maggior parte delle proteine di riserva hanno origine multigenica e, dopo la loro sintesi, subiscono alcune modificazioni post-traduzionali, le più conosciute delle quali sono le glicosilazioni e le proteolisi, che portano alla cosiddetta maturazione della proteina. Per questi motivi sono presenti nei tessuti di riserva dei cotiledoni contemporaneamente in diverse isoforme (1). Le proteine depositate nei semi di lupino (Lupinus albus) non fanno eccezione ma, rispetto ad analoghe proteine di altre leguminose, presentano un più elevato grado di eterogeneità (3). Questo fenomeno è particolarmente evidente per la famiglia delle viciline, che sono le proteine di riserva del seme presenti in maggiore quantità (circa la metà delle proteine totali). Studi preliminari svolti nei nostri laboratori hanno dimostrato che alcune isoforme di questa proteina presenti nel seme secco sono fosforilate e che questa modificazione risulta qualitativamente diversa durante la germinazione. Inoltre, il pattern di fosforilazione viene alterato se la germinazione viene svolta in presenza di chitosano ed acido jasmonico, che sono elicitori dei meccanismi di difesa della pianta, simulando attacchi parassitari di tipo fungino. La fosforilazione delle proteine è una modificazione post-traduzionale che generalmente ha la funzione di attivazione o de-attivazione di attività biologiche e nella trasduzione del segnale.
Con questo progetto si vuole studiare la fosforilazione delle viciline del seme di lupino, un aspetto ancora poco noto della biochimica di queste proteine. L¿obiettivo è quello di identificare e caratterizzare i fosfopeptidi originari e quelli di idrolisi che si originano durante le prime fasi della germinazione del seme per stabilirne il ruolo funzionale. A questo scopo si adotterà un approccio di tipo proteomico. Le proteine ed i peptidi fosforilati saranno evidenziati nelle mappe elettroforetiche 2D utilizzando sonde fluorescenti. Inoltre, alcune delle proteine e dei peptidi che mostrassero interessanti peculiarità saranno caratterizza mediante spettrometria di massa.
(1) Müntz, K. (1998). Plant Mol.Biol., 38, 77-99.
(2) Marcus et al. (1999). Plant J. 19, 699-710.
(3) Magni et al. (2007). Phytochemistry, 68, 997-100