Fitochelatine

Fra i petpidi di origine naturale le fitochelatine (PCn) sono note da poco più di vent'anni. Esse appartengono alla famiglia delle metallotioneine di classe III giocano un ruolo importante nella strategia di difesa adottata dalle piante per difendersi dall'azione nociva dei cosiddetti "metalli pesanti" (HM). Le fitochelatine sono oligopeptidi di struttura simile al glutatione (gamma-GluCysGly) e di formula generale (gamma-Glu-Cys)n-Gly con n = 2-11 (comunemente 2-5). La biosintesi delle PCn non è realizzata dai ribosomi ma dall'enzima PC-Sintasi, un enzima del citosol che viene velocemente attivato per esposizione dell'organismo a concentrazioni relativamente alte di HM.
Grazie al loro alto contenuto di cisteina, questi peptidi sono capaci di chelare diversi ioni HM come Pb2+, Hg2+, Cd2+, Zn2+, Cu+/2+, riducendo in tal modo la concentrazine del metallo nel citosol e permettendo il loro immagazzinamento nei vacuoli dove si realizza il bioaccumulo degli HM tossici. Oltre alla detossificazione degli HM, è stato mostrato che che le PC giocano un ruolo non trascurabile nell'omeostasi di metalli nutrienti essenziali e che lo ione Cd2+ legato alle PC può essere captato in vitro dalle cellule intestinali umane Caco-2 mediante meccanismi che differiscono da quelli tipici dello ione non chelato. Oggi è noto che le fitochelatine sono ampiamente distribuite nel regno vegetale, dalle alghe ad alcune specie di funghi e licheni, dai muschi alle felci, dalle gimnosperme alle angiosperme.
A dispetto delle grande interesse che le PC stanno suscitando nella comunità scientifica, informazioni sul loro comportamento acido base e sulle loro proprietà chelanti sono ancora carenti. Aldilà di dati in parte contradditori sul sistema Cd2+/PC2, non sono stati pubblicati fino ad ora altri studi termodinamici su altri sistemi ione metallico/PCn e questo progetto di ricerca tenterà di colmare questa lacuna.