Estudos anteriores mostram que o polímero Nafion® pode causar deslocamento do equilíbrio conformacional de proteínas em valores de pH que não o fisiológico. Nesse sentido, o Nafion® não só pode ser utilizado como uma sonda interessante para estudos estruturais de proteínas, mas, também, é importante entender seu papel na conformação da proteína. Portanto, a Albunina do Soro Bovino (BSA) foi escolhida como modelo para o estudo dos efeitos do Nafion® na conformação helicoidal de proteínas. A finalidade deste trabalho é entender as alterações na conformação e vizinhanças aromáticas da BSA, na faixa de pH de 2 a 12, na presença e ausência de Nafion®, que pode também revelar o papel do polímero na exposição dos aromáticos e nos processos de transferência de energia. As alterações da estrutura secundária foram medidas por Dicroísmo Circular e os espectros de fluorescência no estado estacionário foram usados para analisar as mudanças nas vizinhanças dos aromáticos. Os resultados mostraram a diminuição discreta do conteúdo helicoidal da conformação da BSA na região extremamente básica, pH 11 em relação à conformação em pH 7. Já na região ácida, pH 2, embora haja considerável diminuição do conteúdo helicoidal, a BSA ainda mantém quase 50% de sua conformação secundária regular. Em relação aos ambientes dos aromáticos triptofano e tirosina, a eficiência quântica da emissão de fluorescência diminui em regiões ácidas e básicas, indicando que, nessas estruturas, os aromáticos encontram-se em restrição conformacional em relação ao observado na proteína nativa. Estes resultados apontam para a mudanças na conformação da BSA em ambas as regiões: ácidas e básicas, incluindo mudanças das estruturas secundárias e nas vizinhanças dos aromáticos. A adição do Nafion®, por outro lado, acentua o deslocamento para o azul e diminuição da exposição dos aminoácidos, tanto em solução quanto em estado sólido. A estrutura secundária da proteína é completamente modificada pelo polímero na região ácida, e esta conformação é mantida nas regiões neutra e básica, sugerindo que o Nafion® não estabiliza estruturas helicoidais / Previous studies have shown that Nafion® can disturb the conformational equilibrium of some proteins when at pH other than physiological ones. In this sense, Nafion® can used to study protein conformation, but is also important to understand its interaction with the proteins. In this work, Bovine Serum Albimun (BSA) was chosen as a model to understand the modifications caused by Nafion® at helicoidal proteins conformation. More specifically, the aim encloses the understanding of changes in BSA secondary conformation and aromatic vicinities, at pH range from 2 to 12, in the Nafion®s presence and absence. Secondary changes were measured by Circular Dichroism and steady-state fluorescence was used to study the aromatic vicinities. Results have shown small differences at helix content in the extremely basic pH (pH 11) when compared to BSA conformation at pH 7 (native one). At pH 2, on the other hand, although a decreasing in helical content was observed, BSA was able to keep almost 50% of secondary regular conformation. Regarding the aromatic vicinities (tryptophans and tyrosines) the fluorescence emission quantum eficience decreased in both regions (acid and basic), suggesting that the aromatics in these conformations are found in a more restrict environment. Nafion®, when added, promoted a decreasing in aromatic exposition, both in solution and solid state, while the secondary structure is completelu modified by its presence in all pH range, suggesting that helical conformations are not stabilized by Nafion®

S100A12 porcina é um membro da família das proteínas S100, um grupo de pequenas proteínas ligantes de cálcio caracterizado pela presença de dois motivos “EF-hand". Estas proteínas estão envolvidas em diversos eventos celulares, como a regulação da fosforilação protéica, atividade enzimática, tamponamento de Ca+2, processos inflamatórios e a polimerização de filamentos intermediários. Adicionalmente, algumas dessas proteínas podem ligar Zn+2, o qual pode afetar a ligação do íon Ca+2, particularmente para as proteínas S100. Neste trabalho, a seqüência gênica que codifica a proteína S100A12 porcina foi obtida por meio da construção de um gene sintético usando códons preferenciais para E.coli, permitindo a produção recombinante de grandes quantidades da proteína. Um estudo termodinâmico da estabilidade estrutural foi realizado, assim como a interação da proteína recombinante com íons divalentes usando técnicas de dicroísmo circular (CD) e fluorescência extrínseca. A desnaturação e renaturação induzidas por uréia ou temperatura indicam que se trata de um processo reversível e que a ligação dos íons Zn+2 e ou Ca+2 à rS100A12 aumenta sua estabilidade. A interação da sonda ANS com a proteína na presença de seus ligantes expõe superfícies hidrofóbicas podendo assim facilitar sua interação com macromoléculas alvo. Analisados em conjunto, os resultados obtidos indicam que S100A12 porcina é capaz de assumir diferentes conformações as quais podem estar correlacionadas com sua função fisiológica. / Porcine S100A12 is a member of S100 family, a small acidic calcium-binding proteins group characterized by the presence of two EF-hand motifs. These proteins are involved in many cellular events as the regulation of protein phosphorylation, enzymatic activity, Ca+2 homeostasis, inflammatory processes and intermediate filament polymerization. In addition, some of these proteins can bind Zn+2, which can affect the binding of Ca+2 particularly to S100 proteins. In this study, the gene sequence encoding S100A12 was obtained by the synthetic gene approach using E. coli codon bias allowing the recombinant production of large amounts of the protein. We report here a thermodynamic study on the structural stability of this recombinant protein and its interaction with divalent ions using circular dichroism and extrinsic fluorescence. The folding/unfolding induced by urea or temperature indicated a reversible process and the binding of Zn+2 or Zn+2 and Ca+2 to S100A12 increasing its stability. The interaction of the ANS probe with the protein in the ligant presence can lead to exposition of hydrofobic regions allowing its interaction with target macromolecules. Taken together, the results indicated that porcine S100A12 may assume different conformations that could be correlated to its physiological function.

S100A12 porcina é um membro da família das proteínas S100, um grupo de pequenas proteínas ligantes de cálcio caracterizado pela presença de dois motivos “EF-hand”. Estas proteínas estão envolvidas em diversos eventos celulares, como a regulação da fosforilação protéica, atividade enzimática, tamponamento de Ca+2, processos inflamatórios e a polimerização de filamentos intermediários. Adicionalmente, algumas dessas proteínas podem ligar Zn+2, o qual pode afetar a ligação do íon Ca+2, particularmente para as proteínas S100. Neste trabalho, a seqüência gênica que codifica a proteína S100A12 porcina foi obtida por meio da construção de um gene sintético usando códons preferenciais para E.coli, permitindo a produção recombinante de grandes quantidades da proteína. Um estudo termodinâmico da estabilidade estrutural foi realizado, assim como a interação da proteína recombinante com íons divalentes usando técnicas de dicroísmo circular (CD) e fluorescência extrínseca. A desnaturação e renaturação induzidas por uréia ou temperatura indicam que se trata de um processo reversível e que a ligação dos íons Zn+2 e ou Ca+2 à rS100A12 aumenta sua estabilidade. A interação da sonda ANS com a proteína na presença de seus ligantes expõe superfícies hidrofóbicas podendo assim facilitar sua interação com macromoléculas alvo. Analisados em conjunto, os resultados obtidos indicam que S100A12 porcina é capaz de assumir diferentes conformações as quais podem estar correlacionadas com sua função fisiológica. / Porcine S100A12 is a member of S100 family, a small acidic calcium-binding proteins group characterized by the presence of two EF-hand motifs. These proteins are involved in many cellular events as the regulation of protein phosphorylation, enzymatic activity, Ca+2 homeostasis, inflammatory processes and intermediate filament polymerization. In addition, some of these proteins can bind Zn+2, which can affect the binding of Ca+2 particularly to S100 proteins. In this study, the gene sequence encoding S100A12 was obtained by the synthetic gene approach using E. coli codon bias allowing the recombinant production of large amounts of the protein. We report here a thermodynamic study on the structural stability of this recombinant protein and its interaction with divalent ions using circular dichroism and extrinsic fluorescence. The folding/unfolding induced by urea or temperature indicated a reversible process and the binding of Zn+2 or Zn+2 and Ca+2 to S100A12 increasing its stability. The interaction of the ANS probe with the protein in the ligant presence can lead to exposition of hydrofobic regions allowing its interaction with target macromolecules. Taken together, the results indicated that porcine S100A12 may assume different conformations that could be correlated to its physiological function.