Comportamento anomalo dell¿autoaggregazione di molecole anfifiliche in presenza di forti interazioni repulsive
Progetto Uno dei dogmi più forti della colloid science è che il numero di aggregazione degli aggregati di molecole anfifiliche cresce con la concentrazione in soluzione. In presenza di interazioni repulsive, la crescita in dimensione delle strutture autoaggreganti permette maggiori distanze tra gli aggregati stessi realizzando così una situazione energetica più favorevole. Tuttavia alcune misure spettroscopiche preliminari hanno evidenziato un comportamento diverso delle micelle del ganglioside GM1. Esse, infatti, diminuiscono il loro numero di aggregazione, e quindi la loro dimensione, con l¿aumentare della concentrazione. Questa osservazione, che contrasta un fatto così comunemente noto, ci sembra importante. Si propone quindi di approfondire sperimentalmente il problema per dare ampia conferma alle osservazioni preliminari ed eventualmente trovare una spiegazione di questo comportamento non ideale. Il ganglioside GM1 è una molecola anfifilica della famiglia dei glicolipidi con una doppia catena idrofobica ed una testa idrofilica costituita da una catena di quattro anelli saccaridici e da un acido sialico laterale che in soluzione idrolizza dando luogo a fenomeni repulsivi elettrostatici. Il GM1 autoaggrega formando micelle in un ampio intervallo di concentrazione . In lavori precedenti, abbiamo mostrato che la testa saccarifica può assumere due diverse conformazioni spaziali, con diverso valore dell¿area interfacciale, e che grazie a fenomeni cooperativi, le micelle presentano un comportamento di bistabilità assumendo due diversi valori del loro numero di aggregazione. Si è visto che la transizione tra i due diversi stati di impaccamento è indotta dalla temperatura. Si fa l¿ipotesi che, anziché la temperatura, sia la diversa interazione elettrostatica a determinare la transizione all¿aumentare della concentrazione. Si vuole quindi studiare anche altri gangliosidi con diversa interazione elettrostatica, il GD1a con due acidi salici e il GT1b con tre acidi salici. Dovendo determinare la variazione di dimensione della micella al variare della concentrazione in presenza di interazioni, con il difficile problema di separare il fattore di forma da quello di struttura, si propone quindi di fare misure di scattering sia di raggi X che di neutroni, perché, sugli stessi campioni, le due radiazioni, pur dando lo stesso fattore di struttura, presentano diverso fattore di forma grazie ai diversi contrasti, con evidenti vantaggi nel fitting dei dati. Ovviamente si dovrà operare a temperatura ben controllata. Per le misure di raggi-X da effettuare all¿ESRF di Grenoble si vuole costruire ad-hoc un porta campioni (capillari di vetro Lindmann) termostatato ad elementi Peltier. Per le misure di neutroni presso l¿LLB di Saclay, pensiamo di acquistare dalla Hellma delle celle in quarzo (abbastanza costose!) con spessore di 1 mm e area utile di 1 cm2.