News from Diagnostic World: Identification of proteinaceous binders in paintings: A targeted proteomic approach for cultural heritage

Qualche tempo fa vi abbiamo raccontato di come lo studio delle proteine nel campo dei beni culturali possa avere importanti risvolti nella ricerca, non solo per la conservazione di beni artistici e archeologici, ma anche per ottenere nuove informazioni storiche e antropologiche dai contesti più inaspettati. Ad esempio, grazie all’applicazione di innovative metodologie di analisi dei peptidi, è stato possibile compiere nuove ed importanti scoperte su opere miniate del XIII secolo, come pure sui registri mortuari di Milano del XVII secolo.

Tuttavia, spesso accade che, a causa dell’antichità del campione e di eventuali contaminazioni sopraggiunte nel tempo, le proteine da analizzare non siano sempre ben interpretabili, persino dai più sofisticati spettrometri. Per ovviare a questo problema, un gruppo di ricerca, composto da studiosi provenienti dalle Università di Napoli e Pisa, ha deciso di applicare la spettrometria di massa tandem, in modalità multiple reaction monitoring (MRM), per discriminare particolari peptidi in maniera estremamente selettiva e mirata, anche in piccole tracce. Lo scopo di questo studio, dal titolo “Identification of proteinaceous binders in paintings: A targeted proteomic approach for cultural heritage”, è stato quello di individuare i leganti caratteristici delle tempere policrome quali collagene, latte e uova, adoperati su diverse tipologie di superfici pittoriche, attraverso una tecnica non ancora sperimentata nel campo dei beni culturali.

Prendendo in considerazione i risultati ottenuti in precedenza su campioni artistici e archeologici noti, studiati con tecnica LC-MS/MS (cromatografia liquida associata alla spettroscopia di massa tandem), i ricercatori hanno selezionato i markers proteici specifichi per i leganti oggetto dello studio, al fine di mettere successivamente a punto la migliore procedura MRM: questa tecnica, infatti, prevede che le molecole da individuare siano preventivamente definite, affinché lo strumento possa individuare la loro presenza o assenza nel campione. In particolare per questo studio, la α(s1)-caseina, la α(s2)-caseina e la β-caseina sono state scelte per l’identificazione del latte; il collagene-α1(I) e il collagene-α2(I) come discriminanti della colla animale; per individuare l’uso di uovo generico sono state selezionate l’ovalbumina e la ovotransferrina, mentre la vitellogenina-1 e la vitellogenina-2 sono le proteine scelte per riconoscere i leganti a base di rosso d’uovo. Inoltre, per ogni proteina sono stati scelti i peptidi più caratterizzanti dei tre leganti. Sia le proteine che i peptidi specifici sono stati presi in considerazione prevalentemente per la loro frequenza all’interno dei campioni analizzati. Inoltre, grazie alla discriminazione di peptidi specie-specifici in ogni campione, per mezzo della metodologia MRM è possibile distinguere addirittura la differente origine del legante scelto, differenziando ad esempio il latte bovino da quello ovino.

I ricercatori hanno, infine, condotto le indagini su superfici dipinte di differente origine. È stato confermato che i dipinti murali del Cimitero Monumentale di Pisa, precedentemente analizzati con tecniche standard, presentano latte e colla animale sulla superficie, mentre hanno sorprendentemente rivelato la presenza di uovo, non riconosciuto con le precedenti analisi in LC-MS/MS. Lo stesso tipo di approccio è stato applicato anche agli strati pittorici presenti sulle statue giganti di Buddha della valle del Bamiyan, in Afghanistan: anche in questo caso, la tecnica MRM ha confermato l’uso di latte come legante, perfino laddove la tecnica tradizionale non aveva prodotto alcun risultato. Inoltre, la distinzione dei diversi peptidi ha confermato che il legante era stato realizzato utilizzando una miscela di latte bovino e ovino.

Dunque, l’utilizzo di una tecnica così innovativa nel campo dei beni culturali ha prodotto e continuerà a produrre risultati sempre più dettagliati e specifici, che permetteranno non solo di caratterizzare sempre con maggior precisione le antiche tecniche pittoriche, ma anche di conoscere i materiali di cui sono composte le opere, al fine di conservarle nel miglior modo possibile e il più a lungo possibile.

Melania

Bibliografia:

Vinciguerra, R., Illiano, A., De Chiaro, A., Carpentieri, A., Lluveras-Tenorio, A., Bonaduce, I., Marino, G., Pucci, P., Amoresano, A. & Birolo, L. (2019). Identification of proteinaceous binders in paintings: A targeted proteomic approach for cultural heritage. Microchemical Journal, 144, 319-328.