Mixed association of calix[4]resorcinarene with ethyl sulfonate groups on the lower rim and dimethylaminomethyl groups on the upper rim (CR) and cationic surfactant 4-aza-1-hexadecyl-azoniabicyclo[2.2.2]octane bromide (DABCO-16) is studied by methods of tensiometry, conductometry, potentiometry and NMR spectroscopy at fixed CR concentration and varied surfactant concentration. Beyond ca. 0.4 mM of DABCO-16, mixed aggregates enriched by CR are proved to be formed due to electrostatic forces, while beyond ca. 5 mM, aggregates enriched by surfactant occur due to the hydrophobic effect. Spectrophotometry monitoring of the solubilization of a hydrophobic dye, Orange OT, demonstrated that only the second type of mixed aggregate enriched by DABCO-16 is capable of binding the organic probe, while the mixed system where the surfactant is a minor component shows no binding capacity towards Orange OT. This finding can be used for the design of nanocontainers with controllable binding/release properties. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

A própolis verde brasileira é um dos produtos de abelha mais consumidos no mundo devido às suas atividades antioxidantes, antiinflamatórias, antimicrobianas e antitumorais. Coletada pela espécie Apis mellifera, esta própolis possui a maior porcentagem de Artepilina C dentre as demais própolis. A molécula, derivada do ácido cinâmico, possui dois grupos prenilados, o que favorece a afinidade do composto pelo ambiente lipofílico. Um grupo carboxila também está presente na estrutura da Artepilina C, tornando-a um composto sensível ao pH, o que pode modular sua atividade biológica relacionada a interações com a membrana celular de organismos e tecidos. Neste trabalho investigamos as propriedades da Artepilina C em solução aquosa e interações entre Artepilina C e agregados anfifílicos comumente usados como modelos de membranas, ou seja, micelas e vesículas unilamelares, usando absorção óptica e espectroscopias de fluorescência em estado estacionário e resolvida no tempo. O grupo carboxila pode estar tanto na forma protonada quanto na forma desprotonada, mostrando equilíbrio em pH 4,65. Em pH abaixo do valor de pKa, uma banda de absorção aumentou em torno de 350 nm em concentração de Artepillin C acima de 50 M devido à agregação da molécula. Em pH neutro, com excitação a 310 nm, a Artepilina C apresenta dupla emissão a 400 e 450 nm, onde a segunda pode estar relacionada com diferentes interações entre as formas isoméricas da molécula. O tempo de vida fluorescente foi ajustado por uma função triexponencial, dominada por uma componente muito curta, em torno de 60 ps. Desta forma, a emissão fluorescente ocorreu antes da despolarização, resultando em valores muito altos de anisotropia de fluorescência. A interação da Artepilina C e membranas modelo foi estudada com micelas aniônicas, catiônicas e zwitteriônicas (respectivamente SDS, CTAB e HPS) e com vesículas unilamelares grandes de DMPC, DMPG e DODAB. Devido às cargas na superfície das micelas e das vesículas, o pH local é diferente do meio (bulk) e os espectros de absorção óptica mostraram que o estado de protonação do composto depende deste pH local. A polaridade em torno da Artepilina C diminuiu na presença de micelas e vesículas de acordo com os espectros de emissão de fluorescência, levando-nos a acreditar que a molécula está localizada na interface água/lipídio. A carga negativa do composto em estado desprotonado favorece a interação com micelas catiônicas e vesículas neutras. Os efeitos são mais proeminentes quando vesícula lipídica está na fase fluida. / Brazilian green propolis is one of the most consumed bee product in the world because of its known antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial and antitumor activities. Collected by the species Apis mellifera, this propolis has the major percentage of Artepillin C among others worldwide propolis. The molecule, derived of cinnamic acid, has two prenylated groups, which improves the affinity of the compound for lipophilic environment. A carboxylic group is also present in the Artepillin C structure, making it a pH-sensitive compound, what may modulate its biological activity related to interactions with the cellular membrane of organisms and tissues. In this work we investigated the properties of Artepillin C on aqueous solution and interactions between Artepillin C and amphiphilic aggregates commonly used as membrane models, namely, micelles and unilamellar vesicles, using optical absorption, steady state and time-resolved fluorescence spectroscopies. The carboxyl group may be either in protonated or deprotonated form, showing equilibrium at pH 4,65. In pH below the pKa value, an absorption band raised around 350 nm at Artepillin C concentration above 50 M, due to aggregation of the molecule. In neutral pH, with excitation at 310 nm, Artepillin C presents dual emission at 400 and 450 nm, where the second one could be related with different interactions between isomeric forms of the molecule. The fluorescent lifetime is a three-exponential function dominated by a very short component, around 60 ps. Therefore, the emission occurred before fluorescence depolarization, resulting in very high values of fluorescence anisotropy. The interaction of Artepillin C and membrane models was studied with anionic, cationic and zwitterionic (respectively SDS, CTAB and HPS) micelles, and with large unilamellar vesicles of DMPC, DMPG and DODAB. Due to the charges in micelles and in vesicles surfaces, the local pH was different from the bulk and the optical absorption spectra showed that the protonation state of the compound depends on this pH. The polarity around Artepillin C decreased in the presence of micelles and vesicles according to fluorescence emission spectra, leading us to believe that the molecule should be located at the water/lipid interface. The negative charge of the compound in deprotonated state favors the interaction with cationic micelles and neutral vesicles. The effects are more prominent when the lipid vesicles are in the fluid phase

A própolis verde brasileira é um dos produtos de abelha mais consumidos no mundo devido às suas atividades antioxidantes, antiinflamatórias, antimicrobianas e antitumorais. Coletada pela espécie Apis mellifera, esta própolis possui a maior porcentagem de Artepilina C dentre as demais própolis. A molécula, derivada do ácido cinâmico, possui dois grupos prenilados, o que favorece a afinidade do composto pelo ambiente lipofílico. Um grupo carboxila também está presente na estrutura da Artepilina C, tornando-a um composto sensível ao pH, o que pode modular sua atividade biológica relacionada a interações com a membrana celular de organismos e tecidos. Neste trabalho investigamos as propriedades da Artepilina C em solução aquosa e interações entre Artepilina C e agregados anfifílicos comumente usados como modelos de membranas, ou seja, micelas e vesículas unilamelares, usando absorção óptica e espectroscopias de fluorescência em estado estacionário e resolvida no tempo. O grupo carboxila pode estar tanto na forma protonada quanto na forma desprotonada, mostrando equilíbrio em pH 4,65. Em pH abaixo do valor de pKa, uma banda de absorção aumentou em torno de 350 nm em concentração de Artepillin C acima de 50 M devido à agregação da molécula. Em pH neutro, com excitação a 310 nm, a Artepilina C apresenta dupla emissão a 400 e 450 nm, onde a segunda pode estar relacionada com diferentes interações entre as formas isoméricas da molécula. O tempo de vida fluorescente foi ajustado por uma função triexponencial, dominada por uma componente muito curta, em torno de 60 ps. Desta forma, a emissão fluorescente ocorreu antes da despolarização, resultando em valores muito altos de anisotropia de fluorescência. A interação da Artepilina C e membranas modelo foi estudada com micelas aniônicas, catiônicas e zwitteriônicas (respectivamente SDS, CTAB e HPS) e com vesículas unilamelares grandes de DMPC, DMPG e DODAB. Devido às cargas na superfície das micelas e das vesículas, o pH local é diferente do meio (bulk) e os espectros de absorção óptica mostraram que o estado de protonação do composto depende deste pH local. A polaridade em torno da Artepilina C diminuiu na presença de micelas e vesículas de acordo com os espectros de emissão de fluorescência, levando-nos a acreditar que a molécula está localizada na interface água/lipídio. A carga negativa do composto em estado desprotonado favorece a interação com micelas catiônicas e vesículas neutras. Os efeitos são mais proeminentes quando vesícula lipídica está na fase fluida. / Brazilian green propolis is one of the most consumed bee product in the world because of its known antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial and antitumor activities. Collected by the species Apis mellifera, this propolis has the major percentage of Artepillin C among others worldwide propolis. The molecule, derived of cinnamic acid, has two prenylated groups, which improves the affinity of the compound for lipophilic environment. A carboxylic group is also present in the Artepillin C structure, making it a pH-sensitive compound, what may modulate its biological activity related to interactions with the cellular membrane of organisms and tissues. In this work we investigated the properties of Artepillin C on aqueous solution and interactions between Artepillin C and amphiphilic aggregates commonly used as membrane models, namely, micelles and unilamellar vesicles, using optical absorption, steady state and time-resolved fluorescence spectroscopies. The carboxyl group may be either in protonated or deprotonated form, showing equilibrium at pH 4,65. In pH below the pKa value, an absorption band raised around 350 nm at Artepillin C concentration above 50 M, due to aggregation of the molecule. In neutral pH, with excitation at 310 nm, Artepillin C presents dual emission at 400 and 450 nm, where the second one could be related with different interactions between isomeric forms of the molecule. The fluorescent lifetime is a three-exponential function dominated by a very short component, around 60 ps. Therefore, the emission occurred before fluorescence depolarization, resulting in very high values of fluorescence anisotropy. The interaction of Artepillin C and membrane models was studied with anionic, cationic and zwitterionic (respectively SDS, CTAB and HPS) micelles, and with large unilamellar vesicles of DMPC, DMPG and DODAB. Due to the charges in micelles and in vesicles surfaces, the local pH was different from the bulk and the optical absorption spectra showed that the protonation state of the compound depends on this pH. The polarity around Artepillin C decreased in the presence of micelles and vesicles according to fluorescence emission spectra, leading us to believe that the molecule should be located at the water/lipid interface. The negative charge of the compound in deprotonated state favors the interaction with cationic micelles and neutral vesicles. The effects are more prominent when the lipid vesicles are in the fluid phase

Mixed association of calix[4]resorcinarene with ethyl sulfonate groups on the lower rim and dimethylaminomethyl groups on the upper rim (CR) and cationic surfactant 4-aza-1-hexadecyl-azoniabicyclo[2.2.2]octane bromide (DABCO-16) is studied by methods of tensiometry, conductometry, potentiometry and NMR spectroscopy at fixed CR concentration and varied surfactant concentration. Beyond ca. 0.4 mM of DABCO-16, mixed aggregates enriched by CR are proved to be formed due to electrostatic forces, while beyond ca. 5 mM, aggregates enriched by surfactant occur due to the hydrophobic effect. Spectrophotometry monitoring of the solubilization of a hydrophobic dye, Orange OT, demonstrated that only the second type of mixed aggregate enriched by DABCO-16 is capable of binding the organic probe, while the mixed system where the surfactant is a minor component shows no binding capacity towards Orange OT. This finding can be used for the design of nanocontainers with controllable binding/release properties. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.