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• light signaling
• metodi QM/MM
• photoreceptor
• phytochrome
• simulazione spettroscopia IR

I fitocromi sono degli importanti fotorecettori multi-dominio responsabili dell'attivazione della funzione biologica fotoindotta nelle piante, nei funghi e nei batteri.
Questi esistono in due distinte forme metastabili foto-reversibili: la forma Pr, che assorbe la luce rossa, e la forma Pfr, che assorbe la luce nel lontano rosso.
Al loro interno è presente un cromoforo, un tetrapirrolo lineare, noto come bilina, legato covalentemente alla proteina.
In risposta alla luce rossa, il cromoforo foto-isomerizza attorno a un doppio legame, innescando una cascata di eventi che, in scale temporali diverse, portano all'attivazione biologica della proteina.
I meccanismi molecolari coinvolti nell'intero processo di fotoattivazione non sono noti ma sembrano coinvolgere almeno due intermedi, la cui struttura non è stata ancora determinata.
In questo lavoro di tesi è stata sviluppata una strategia computazionale che integra simulazioni di dinamica molecolare e di spettroscopia IR per caratterizzare una possibile struttura del primo intermedio di reazione del fotociclo del batteriofitocromo Deinococcus radiodurans (DrBph).
Tale strategia è stata validata sulle strutture precedentemente caratterizzate dello stato iniziale e finale del fitocromo, rispettivamente lo stato Pr e Pfr.

Phytochromes are pivotal multi-domain photoreceptors responsible for sensing light and activating the photo-induced biological function in plants, fungi and bacteria.
They exist in two metastable photoconvertible forms: the red light-absorbing state, Pr, and the far-red light absorbing state, Pfr.
The phytochrome chromophore, a linear fully conjugated tetrapyrrole bilin, is covalently attached to the protein. In response to red light, the chromophore photo-isomerizes around a double bond triggering a cascade of events, which lead to the biological activation of the protein. Up to now, there has not been clarity about the mechanism of photo-isomerization as well as the structure of possibile intermediates.
Herein, we have applied an integrated approach of molecular dynamics and IR spectroscopy simulations to characterize the putative structure of the first reaction intermediate of the Deinococcus radiodurans bacteriophytochrome (DrBph). This strategy has been validated on the previously characterized structures of the initial and final state, the Pr and Pfr state, respectively.