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Estudo morfológico e funcional do pneumócito tipo II relacionado com a idade gestacional em bovinos (Bos taurus e Bos indicus) / Morphologic and functional study of the alveolar type II related with the gestacional age in bovines (Bos taurus and Bos indicus)Toquetti, Rita de Cassia 15 December 2006 (has links)
Esse estudo tem como objetivo caracterizar a presença de células globosas alveolares ou pneumócitos tipo II e o início da produção de lipoproteína surfactante, em bovinos, correlacionado com a idade gestacional. Para tanto, foram utilizados 28 fetos em idades gestacionais compreendidas entre quatro e oito meses de gestação e dois animais recém - nascido. Após a coleta os fetos foram dissecados, pesados e medidos, utilizando-se o método de Crow - Rump (CR). Para a descrição morfológica, foram coletados fragmentos pulmonares com cerca de 2 cm² cada e, em seguida, foram fixados em Liquido de Bouin e formalina a 10% para microscopia de luz e em glutaraldeído 2,5% para microscopia eletrônica de transmissão. Para o estudo bioquímico, foram feitas incisões na região da traquéia e introdução de cateter e, através deste, solução fisiológica 0,9% e assim obter o lavado pulmonar. O pulmão de fetos com idade gestacional de 4 meses encontravam-se em fase canalicular do desenvolvimento, sem presença de células globosas e nem aparecimento de bandas eletroforéticas compatíveis com presença de proteínas surfactantes. Nos fetos com 5 meses de idade gestacional, foi observado que o pulmão encontra-se em fase de saco terminal, com aparecimento de alvéolo primitivo formado por epitélio cúbico, com áreas formada por células pavimentosas e células globosas . Nas análises de eletroforese não foram identificadas proteínas surfactantes. No pulmão de fetos com 6 meses de idade gestacional, foram observados desenvolvimento na fase de saco terminal com a presença de pneumócitos tipo I e pneumócito tipo II, nesta fase foi possível observar, na análise eletroforética, o aparecimento de bandas em torno de 28 kDa, demonstrando a presença de SP - A, que é a proteína surfactante encontrada em maior quantidade. A partir dos 7 meses de idade gestacional a fase de saco terminal desenvolve-se ainda mais no pulmão fetal com o surgimento de uma vascularização mais intensa, os pneumócitos tipo I estão com aspecto mais pavimentoso e os pneumócitos tipo II, mais globosos. Na análise eletroforética do lavado brônquio - alveolar foram observadas bandas de proteínas surfactantes, com perfil eletroforético semelhante ao animal recém - nascido. No recém - nascido observou-se o pulmão na fase alveolar, com os pneumócitos tipo I e tipo II bem definidos. O perfil eletroforético do lavado brônquio - alveolar desse animal foi igual ao perfil do lavado de um animal adulto, apresentando as mesmas bandas no triplet. / The objective of this study is to characterize the presence of alveolar type II and the beginning of the surfactant lipoprotein production, in bovines, correlated with the gestacional age. For that to happen, 28 embryos in gestacional age, between four and eight months, and two newborn animals had been used. After the collection, the embryos were dismembered, weighed and measured, using the method of Crow - Rump (CR). For the morphologic description, pulmonary fragments of about 2cm2 each were collected. After that, they had been set in Bouin Liquid for light microscopy and in glutaraldeyde 2.5% for electronic microscopy transmission. For the biochemist study , incisions and the introduction of catheter were made in trachea area and, through this, physiological solution 0.9% were introduced, in order to obtain a pulmonary wash. The lung of embryos with gestacional age of 4 months, were found in the canalicular development phase, without presence of globule cells, nor appearance of compatible eletroforetic bands compatible with the presence of surfactant protein. In the 5 months gestacional age embryos, were observed that the lung was in theterminal sac fase, with the presence of primitive alveolus formed by cubical epithelium, with areas formed by pavimented cells and globule cells. In the analyses of eletroforese surfactants, proteins had not been identified. In the lung of embryos at 6 months of gestacional age, was observed development in the phase of terminal sac, with the presence of type I and alveolar type II. In this phase, was possible to observe, in the SDS -PAGE analysis, the appearance of bands around 28 kDa, demonstrating the SP-A presence -, which is the surfactant protein found in greater amount. From 7 months of gestacional age and up, the phase of terminal sac developed even more in the fetal lung, with the sprouting of a more intense vascularization. The alveolar type I had a more pavimented aspect and the alveolar type II, were globules. In the SDS-PAGE analysis of the bronchial - alveolar wash, surfactant protein bands had been observed, with similar profile from the newborn.In the newborn animal, lung in the alveolar phase was observed, with the alveolar type I and II well defined.The profile of the bronchial-alveolar wash of this animal was the same as the profile of the washed one of an adult animal, presenting the same bands in the triplet.
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Estudo morfológico e funcional do pneumócito tipo II relacionado com a idade gestacional em bovinos (Bos taurus e Bos indicus) / Morphologic and functional study of the alveolar type II related with the gestacional age in bovines (Bos taurus and Bos indicus)Rita de Cassia Toquetti 15 December 2006 (has links)
Esse estudo tem como objetivo caracterizar a presença de células globosas alveolares ou pneumócitos tipo II e o início da produção de lipoproteína surfactante, em bovinos, correlacionado com a idade gestacional. Para tanto, foram utilizados 28 fetos em idades gestacionais compreendidas entre quatro e oito meses de gestação e dois animais recém - nascido. Após a coleta os fetos foram dissecados, pesados e medidos, utilizando-se o método de Crow - Rump (CR). Para a descrição morfológica, foram coletados fragmentos pulmonares com cerca de 2 cm² cada e, em seguida, foram fixados em Liquido de Bouin e formalina a 10% para microscopia de luz e em glutaraldeído 2,5% para microscopia eletrônica de transmissão. Para o estudo bioquímico, foram feitas incisões na região da traquéia e introdução de cateter e, através deste, solução fisiológica 0,9% e assim obter o lavado pulmonar. O pulmão de fetos com idade gestacional de 4 meses encontravam-se em fase canalicular do desenvolvimento, sem presença de células globosas e nem aparecimento de bandas eletroforéticas compatíveis com presença de proteínas surfactantes. Nos fetos com 5 meses de idade gestacional, foi observado que o pulmão encontra-se em fase de saco terminal, com aparecimento de alvéolo primitivo formado por epitélio cúbico, com áreas formada por células pavimentosas e células globosas . Nas análises de eletroforese não foram identificadas proteínas surfactantes. No pulmão de fetos com 6 meses de idade gestacional, foram observados desenvolvimento na fase de saco terminal com a presença de pneumócitos tipo I e pneumócito tipo II, nesta fase foi possível observar, na análise eletroforética, o aparecimento de bandas em torno de 28 kDa, demonstrando a presença de SP - A, que é a proteína surfactante encontrada em maior quantidade. A partir dos 7 meses de idade gestacional a fase de saco terminal desenvolve-se ainda mais no pulmão fetal com o surgimento de uma vascularização mais intensa, os pneumócitos tipo I estão com aspecto mais pavimentoso e os pneumócitos tipo II, mais globosos. Na análise eletroforética do lavado brônquio - alveolar foram observadas bandas de proteínas surfactantes, com perfil eletroforético semelhante ao animal recém - nascido. No recém - nascido observou-se o pulmão na fase alveolar, com os pneumócitos tipo I e tipo II bem definidos. O perfil eletroforético do lavado brônquio - alveolar desse animal foi igual ao perfil do lavado de um animal adulto, apresentando as mesmas bandas no triplet. / The objective of this study is to characterize the presence of alveolar type II and the beginning of the surfactant lipoprotein production, in bovines, correlated with the gestacional age. For that to happen, 28 embryos in gestacional age, between four and eight months, and two newborn animals had been used. After the collection, the embryos were dismembered, weighed and measured, using the method of Crow - Rump (CR). For the morphologic description, pulmonary fragments of about 2cm2 each were collected. After that, they had been set in Bouin Liquid for light microscopy and in glutaraldeyde 2.5% for electronic microscopy transmission. For the biochemist study , incisions and the introduction of catheter were made in trachea area and, through this, physiological solution 0.9% were introduced, in order to obtain a pulmonary wash. The lung of embryos with gestacional age of 4 months, were found in the canalicular development phase, without presence of globule cells, nor appearance of compatible eletroforetic bands compatible with the presence of surfactant protein. In the 5 months gestacional age embryos, were observed that the lung was in theterminal sac fase, with the presence of primitive alveolus formed by cubical epithelium, with areas formed by pavimented cells and globule cells. In the analyses of eletroforese surfactants, proteins had not been identified. In the lung of embryos at 6 months of gestacional age, was observed development in the phase of terminal sac, with the presence of type I and alveolar type II. In this phase, was possible to observe, in the SDS -PAGE analysis, the appearance of bands around 28 kDa, demonstrating the SP-A presence -, which is the surfactant protein found in greater amount. From 7 months of gestacional age and up, the phase of terminal sac developed even more in the fetal lung, with the sprouting of a more intense vascularization. The alveolar type I had a more pavimented aspect and the alveolar type II, were globules. In the SDS-PAGE analysis of the bronchial - alveolar wash, surfactant protein bands had been observed, with similar profile from the newborn.In the newborn animal, lung in the alveolar phase was observed, with the alveolar type I and II well defined.The profile of the bronchial-alveolar wash of this animal was the same as the profile of the washed one of an adult animal, presenting the same bands in the triplet.
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Estudo da interação de líquidos iônicos com proteínas modelo / Study on the interaction of ionic liquids with model proteins.Raw, Juliana 25 October 2016 (has links)
Líquidos iônicos (LIs) são sais que se encontram no estado líquido em temperaturas menores que 100ºC e que vêm ganhando protagonismo na área chamada química verde, prometendo: substituir solventes nocivos ao meio ambiente, aprimorar componentes eletrônicos, favorecer biocatálises dentre outros. Sua alta estabilidade e baixa toxicidade são frequentemente afirmadas, porém, devem ainda ser melhor investigadas. Com o objetivo de implementar o entendimento da interação dos líquidos iônicos com sistemas de relevância biológica, realizamos um estudo sistemático acerca da interação de 3 diferentes líquidos iônicos anfifílicos de mesma cabeça polar e diferentes caudas carbônicas ([C10mim][Cl], [C12mim][Cl] e [C14mim][Cl]) com 3 diferentes proteínas modelo, através das técnicas de absorção óptica, fluorescência, dicroísmo circular (CD) e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS). Para Tanto, utilizamos as proteínas BSA e HSA (Albuminas de Soro Bovino e Humano, respectivamente) além da lisozima. Observamos a supressão da fluorescência das proteínas em todos os casos analisados, onde a diminuição da intensidade correspondeu a, para as proteínas BSA, HSA e lisozima, respectivamente, (55±3)%, (16.1±0.8)% e (4.1±0.2)%, em presença de 0.6mM de [C14mim][Cl], (38±2)%, (13.2±0.7)% e (0.6±0.1)% em presença de 0.6mM de [C12mim][Cl] e (11.0±0.5)%, (9.2±0.5)% e (0.0±0.1)% em presença de 0.6mM de [C10mim][Cl]. Os espectros de absorbância e fluorescência de todos os sistemas nos indicam uma interação de contato entre as proteínas e os líquidos iônicos. Constatamos também o deslocamento do pico de fluorescência, das proteínas BSA e HSA, para menores comprimentos de onda (blue-shift), na medida em que a concentração de LI era aumentada. O máximo deslocamento () alcançado correspondeu a (21±1)nm para ambas albuminas, enquanto que a lisozima não apresentou deslocamento significativo. O blue-shift pode ser explicado pela aproximação das cadeias carbônicas e formações de pontes de hidrogênio nas proximidades dos triptofanos. De acordo com a técnica de SAXS, evidenciamos o aumento do raio de giro das proteínas, na medida em que adicionamos LIs. O raio de giro da BSA, da HSA e lisozima em ausência de LI são (29±1)Å, (30±1)Å e (15±1)Å, respectivamente, e passam para (46±1)Å, (44±1)Å e (20±1)Å respectivamente, em presença de 0.6mM de [C14mim][Cl]. As curvas de SAXS também apresentaram o indício da formação de estruturas micelares a partir de uma dada concentração. Além da alteração em sua estrutura terciária, os dados de CD indicam uma leve perda de estrutura secundária de ambas as albuminas (BSA e HSA), passando de 80 para 65% de -hélice em ausência e presença de 0.6mM de [C14mim][Cl], respectivamente. Sugerimos que as interações das proteínas com os líquidos iônicos, embora inicialmente movidas por forças eletroestática, possuem como principal fator o efeito hidrofóbico, portanto quanto maior a cadeia carbônica do LI maior é sua interação com a proteína. Tal interação causa o desenovelamento das proteínas e formação de um complexo e estruturas micelares a altas concentrações de LI. Acreditamos que este trabalho traz novas informações acerca da interação dos LIs com proteínas modelo, indicando sua capacidade de alterar a conformação das mesmas. / Ionic liquids (ILs) are salts that are liquid at temperatures smaller than 100 ° C and are gaining prominence in the so-called green chemistry, promising: replace harmful solvents to the environment, improve electronic components, and favor biocatalysis, among others. Its high stability and low toxicity are often asserted; nevertheless, they are ascribed to ILs due to its small volatility. With the aim of improving the understanding of the interaction of ILs with biological relevant systems, we conducted a systematic study of the interaction of three different ionic liquids of the same polar head and different paraffinic tails ([C10mim][Cl], [C12mim][Cl] and [C14mim][Cl]) with three different model proteins, through the techniques of optical absorption, fluorescence, circular dicrhoism (CD) and small angle X-ray scattering (SAXS). To do so, we use BSA and HSA proteins (Bovine Serum Albumin and the Human Serum Albumin, respectively) and lysozyme. We observed fluorescence quenching, of all studied proteins, where the decrease in the fluorescence was (for BSA, HAS and lysozyme, respectively): (55 ± 3)%, (16.1 ± 0.8)% to (4.1 ± 0.2 )% in the presence of 0.6mm [C14mim][Cl], (38 ± 2)%, (13.2 ± 0.7)% to (0.6 ± 0.1)% in the presence of 0.6mm [C12mim][Cl] and ( 11.0 ± 0.5)% (9.2 ± 0.5)% and (0.0 ± 0.1)% in the presence of 0.6mm [C10mim][Cl]. UV-vis absorbance spectra and fluorescence indicate all systems in a contact interaction between proteins and ionic liquids. We also note the shift of the fluorescent peak of BSA and HSA proteins for shorter wavelengths (blue-shift), as the IL content was increased. The maximum shift () achieved corresponded to (21 ± 1) nm for both albumins, whereas no significant displacement was observed for lysozyme. The blue-shift can be explained by the approach of carbon chains and formation of hydrogen bonds in the vicinity of tryptophan. SAXS data indicate an increasing in the proteins radius of gyration value as ILs was added in the solution. The turning radius of BSA, HSA and lysozyme in the absence of IL are (29 ± 1) Å, (30 ± 1) Å and (15 ± 1) Å, respectively, and go to (46 ± 1) Å, ( 44 ± 1) Å and (20 ± 1) Å, respectively, in the presence of 0.6mm [C14mim][Cl]. The SAXS curves also show evidence of the formation of micellar structures from a given concentration. Besides the change in its tertiary structure, the CD data indicates a slight loss of secondary structure of both albumins (BSA and HSA), from 80 to 65% of -helix in the absence and presence of 0.6mm [C14mim][Cl], respectively. We suggest that the interactions of the protein with the ionic liquid, although initially driven by electrostatic forces, have a major factor hydrophobic effect and thus the higher the carbon chain of greater IL is its interaction with the protein. This interaction causes unfolding of the protein and formation of a micellar structures at high concentrations of IL. We believe this work provides new information about the interaction of ILs with model proteins, indicating its ability to alter the conformation of the same.
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Caracterização estrutural de sistemas biológicos de diferentes classes: um estudo pela técnica de SAXS / Structural characterization of biological systems from different classes: A study by the SAXS techniqueOseliero Filho, Pedro Leonidas 28 November 2018 (has links)
Esta tese apresenta resultados da caracterização estrutural de três sistemas de classes diferentes por meio, principalmente, da modelagem de dados de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). No sistema surfactante-surfactante as micelas mistas são formadas por dodecil sulfato de sódio (SDS) e um dos surfactantes da série Tween (Tween 20, 40, 60 e 80). A modelagem adotada impôs vínculos moleculares uma vez que os dados de SAXS estavam em escala absoluta. Isso reduziu a ambiguidade nos valores dos parâmetros ajustáveis e permitiu verificar que os dados de SAXS são satisfatoriamente descritos considerando-se que as micelas são elipsoides de revolução core-shell, podendo ser prolatas ou oblatas dependendo do tipo de Tween empregado. Para o sistema proteína-surfactante, a metodologia experimental utilizada permitiu um estudo estrutural e termodinâmico dos complexos formados por meio do acompanhamento do processo de ligação de SDS às proteínas lisozima e alfa-lactalbumina. A técnica de calorimetria de titulação isotérmica (ITC) forneceu um panorama geral sobre a desnaturação proteica e norteou os experimentos seguintes de SAXS e dicroísmo circular (CD). Por meio da análise dos dados de CD concluiu-se que as proteínas perdem quase totalmente sua estrutura terciária, mas não a secundária (esse estado é conhecido como molten globule). Já a modelagem de SAXS em escala absoluta com imposição de vínculos permitiu concluir que os complexos proteína-surfactante podem ser entendidos micelas decoradas, isto é, a proteína está distribuída sobre a superfície de uma micela de SDS. Esse modelo, aliado à abordagem experimental empregada, permitiu a caracterização sistemática dos complexos durante a desnaturação proteica. Em relação ao sistema lipossomas-(bio)ativos, a análise dos dados de SAXS por meio do Método da Deconvolução Gaussiana usando bicamadas simétricas, para os sistemas Phospholipon 90H curcumina/vitamina D3 e dipalmitoilfosfatidilcolina de soja (DPPC) ácido láurico (LA), e assimétricas, para o caso fosfatidilcolina de ovo (EPC) sumatriptano (SMT), permitiu acompanhar mudanças na estrutura das mesmas ocasionadas pela presença dos (bio)ativos. Verificou-se em todos os casos que a espessura da bicamada se mantém praticamente constante. A flexibilidade membranar aumenta, seja em função da temperatura, para o sistema Phospholipon 90H curcumina/ vitamina D3, seja em função da concentração de (bio)ativos, como nos outros dois casos. Para estes, concluiu-se pela análise dos perfis de contraste de densidade eletrônica que os (bio)ativos interagem preferencialmente com as cabeças polares dos fosfolipídeos que constituem os lipossomas, possivelmente causando defeitos topológicos nessa região e ocasionando o aumento da flexibilidade membranar mencionada antes. LA, diferentemente de SMT, induz uma transição de lipossomas multilamelares para unilamelares, e esse fenômeno é grandemente influenciado pelo pH do meio. / This thesis presents a structural characterization of three systems of different classes through, mainly, the small angle X-ray scattering (SAXS) technique. In the surfactant-surfactant system the mixed micelles are composed by sodium dodecyl sulfate (SDS) and one of the Tween surfactants (Tween 20, 40, 60 and 80). The adopted modeling imposed molecular constraints since the SAXS data was in absolute scale. This procedure reduced the ambiguity in the values of the adjustable parameters and allowed to verify that SAXS data is satisfactorily described considering that the micelles are core-shell revolution ellipsoids which can be prolate or oblate depending on the type of Tween used in the micelle. For the protein-surfactant system, the applied experimental methodology allowed a structural and thermodynamic study of the complexes formed through monitoring the binding of SDS to the proteins lysozyme and alpha-lactalbumin. Isothermal titration calorimetry (ITC) technique provided an overview of proteic denaturation and guided the following experiments of SAXS and circular dichroism (CD). From CD data analysis it was concluded that the proteins lose almost totally their tertiary structure, but not the secondary one (this state is known as \"molten globule\"). On the other hand, SAXS data modeling in absolute scale with molecular constraints leaded to the conclusion that protein-surfactant complexes can be considered decorated micelles in which the protein is distributed over a SDS micelle surface. This model, combined to the adopted experimental procedure, allowed the systematic characterization of the complexes along the protein denaturation. In the liposome-(bio)actives system, the SAXS data analysis using the Gaussian Deconvolution Method assuming symmetric bilayers, for the systems Phospholipon 90H curcumin /vitamin D3 and soybean dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) lauric acid (LA), and asymmetric bilayers, in the case of egg phosphatidylcholine (EPC) sumatriptan (SMT) system, allowed to follow changes in the lipid bilayer structure induced by the presence of the (bio)actives. It has been found, in all cases, that the bilayer thickness remains approximately. Membrane flexibility increases, depending on the temperature, for the Phospholipon 90H curcumin /vitamin D3 system, or as a function of the (bio)actives concentrations, as in the other two cases. For those, it was concluded, by the analysis of electron density contrast profiles, that the (bio)actives preferentially interact with the polar heads of the phospholipids forming the liposomes, possibly causing topological defects in that region and leading the membrane flexibility increase. LA, unlike SMT, induces a transition from multilamellar to unilamellar liposomes, and this phenomenon is greatly influenced by the pH of the medium.
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Caracterização estrutural de sistemas biológicos de diferentes classes: um estudo pela técnica de SAXS / Structural characterization of biological systems from different classes: A study by the SAXS techniquePedro Leonidas Oseliero Filho 28 November 2018 (has links)
Esta tese apresenta resultados da caracterização estrutural de três sistemas de classes diferentes por meio, principalmente, da modelagem de dados de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). No sistema surfactante-surfactante as micelas mistas são formadas por dodecil sulfato de sódio (SDS) e um dos surfactantes da série Tween (Tween 20, 40, 60 e 80). A modelagem adotada impôs vínculos moleculares uma vez que os dados de SAXS estavam em escala absoluta. Isso reduziu a ambiguidade nos valores dos parâmetros ajustáveis e permitiu verificar que os dados de SAXS são satisfatoriamente descritos considerando-se que as micelas são elipsoides de revolução core-shell, podendo ser prolatas ou oblatas dependendo do tipo de Tween empregado. Para o sistema proteína-surfactante, a metodologia experimental utilizada permitiu um estudo estrutural e termodinâmico dos complexos formados por meio do acompanhamento do processo de ligação de SDS às proteínas lisozima e alfa-lactalbumina. A técnica de calorimetria de titulação isotérmica (ITC) forneceu um panorama geral sobre a desnaturação proteica e norteou os experimentos seguintes de SAXS e dicroísmo circular (CD). Por meio da análise dos dados de CD concluiu-se que as proteínas perdem quase totalmente sua estrutura terciária, mas não a secundária (esse estado é conhecido como molten globule). Já a modelagem de SAXS em escala absoluta com imposição de vínculos permitiu concluir que os complexos proteína-surfactante podem ser entendidos micelas decoradas, isto é, a proteína está distribuída sobre a superfície de uma micela de SDS. Esse modelo, aliado à abordagem experimental empregada, permitiu a caracterização sistemática dos complexos durante a desnaturação proteica. Em relação ao sistema lipossomas-(bio)ativos, a análise dos dados de SAXS por meio do Método da Deconvolução Gaussiana usando bicamadas simétricas, para os sistemas Phospholipon 90H curcumina/vitamina D3 e dipalmitoilfosfatidilcolina de soja (DPPC) ácido láurico (LA), e assimétricas, para o caso fosfatidilcolina de ovo (EPC) sumatriptano (SMT), permitiu acompanhar mudanças na estrutura das mesmas ocasionadas pela presença dos (bio)ativos. Verificou-se em todos os casos que a espessura da bicamada se mantém praticamente constante. A flexibilidade membranar aumenta, seja em função da temperatura, para o sistema Phospholipon 90H curcumina/ vitamina D3, seja em função da concentração de (bio)ativos, como nos outros dois casos. Para estes, concluiu-se pela análise dos perfis de contraste de densidade eletrônica que os (bio)ativos interagem preferencialmente com as cabeças polares dos fosfolipídeos que constituem os lipossomas, possivelmente causando defeitos topológicos nessa região e ocasionando o aumento da flexibilidade membranar mencionada antes. LA, diferentemente de SMT, induz uma transição de lipossomas multilamelares para unilamelares, e esse fenômeno é grandemente influenciado pelo pH do meio. / This thesis presents a structural characterization of three systems of different classes through, mainly, the small angle X-ray scattering (SAXS) technique. In the surfactant-surfactant system the mixed micelles are composed by sodium dodecyl sulfate (SDS) and one of the Tween surfactants (Tween 20, 40, 60 and 80). The adopted modeling imposed molecular constraints since the SAXS data was in absolute scale. This procedure reduced the ambiguity in the values of the adjustable parameters and allowed to verify that SAXS data is satisfactorily described considering that the micelles are core-shell revolution ellipsoids which can be prolate or oblate depending on the type of Tween used in the micelle. For the protein-surfactant system, the applied experimental methodology allowed a structural and thermodynamic study of the complexes formed through monitoring the binding of SDS to the proteins lysozyme and alpha-lactalbumin. Isothermal titration calorimetry (ITC) technique provided an overview of proteic denaturation and guided the following experiments of SAXS and circular dichroism (CD). From CD data analysis it was concluded that the proteins lose almost totally their tertiary structure, but not the secondary one (this state is known as \"molten globule\"). On the other hand, SAXS data modeling in absolute scale with molecular constraints leaded to the conclusion that protein-surfactant complexes can be considered decorated micelles in which the protein is distributed over a SDS micelle surface. This model, combined to the adopted experimental procedure, allowed the systematic characterization of the complexes along the protein denaturation. In the liposome-(bio)actives system, the SAXS data analysis using the Gaussian Deconvolution Method assuming symmetric bilayers, for the systems Phospholipon 90H curcumin /vitamin D3 and soybean dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) lauric acid (LA), and asymmetric bilayers, in the case of egg phosphatidylcholine (EPC) sumatriptan (SMT) system, allowed to follow changes in the lipid bilayer structure induced by the presence of the (bio)actives. It has been found, in all cases, that the bilayer thickness remains approximately. Membrane flexibility increases, depending on the temperature, for the Phospholipon 90H curcumin /vitamin D3 system, or as a function of the (bio)actives concentrations, as in the other two cases. For those, it was concluded, by the analysis of electron density contrast profiles, that the (bio)actives preferentially interact with the polar heads of the phospholipids forming the liposomes, possibly causing topological defects in that region and leading the membrane flexibility increase. LA, unlike SMT, induces a transition from multilamellar to unilamellar liposomes, and this phenomenon is greatly influenced by the pH of the medium.
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Estudo da interação de líquidos iônicos com proteínas modelo / Study on the interaction of ionic liquids with model proteins.Juliana Raw 25 October 2016 (has links)
Líquidos iônicos (LIs) são sais que se encontram no estado líquido em temperaturas menores que 100ºC e que vêm ganhando protagonismo na área chamada química verde, prometendo: substituir solventes nocivos ao meio ambiente, aprimorar componentes eletrônicos, favorecer biocatálises dentre outros. Sua alta estabilidade e baixa toxicidade são frequentemente afirmadas, porém, devem ainda ser melhor investigadas. Com o objetivo de implementar o entendimento da interação dos líquidos iônicos com sistemas de relevância biológica, realizamos um estudo sistemático acerca da interação de 3 diferentes líquidos iônicos anfifílicos de mesma cabeça polar e diferentes caudas carbônicas ([C10mim][Cl], [C12mim][Cl] e [C14mim][Cl]) com 3 diferentes proteínas modelo, através das técnicas de absorção óptica, fluorescência, dicroísmo circular (CD) e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS). Para Tanto, utilizamos as proteínas BSA e HSA (Albuminas de Soro Bovino e Humano, respectivamente) além da lisozima. Observamos a supressão da fluorescência das proteínas em todos os casos analisados, onde a diminuição da intensidade correspondeu a, para as proteínas BSA, HSA e lisozima, respectivamente, (55±3)%, (16.1±0.8)% e (4.1±0.2)%, em presença de 0.6mM de [C14mim][Cl], (38±2)%, (13.2±0.7)% e (0.6±0.1)% em presença de 0.6mM de [C12mim][Cl] e (11.0±0.5)%, (9.2±0.5)% e (0.0±0.1)% em presença de 0.6mM de [C10mim][Cl]. Os espectros de absorbância e fluorescência de todos os sistemas nos indicam uma interação de contato entre as proteínas e os líquidos iônicos. Constatamos também o deslocamento do pico de fluorescência, das proteínas BSA e HSA, para menores comprimentos de onda (blue-shift), na medida em que a concentração de LI era aumentada. O máximo deslocamento () alcançado correspondeu a (21±1)nm para ambas albuminas, enquanto que a lisozima não apresentou deslocamento significativo. O blue-shift pode ser explicado pela aproximação das cadeias carbônicas e formações de pontes de hidrogênio nas proximidades dos triptofanos. De acordo com a técnica de SAXS, evidenciamos o aumento do raio de giro das proteínas, na medida em que adicionamos LIs. O raio de giro da BSA, da HSA e lisozima em ausência de LI são (29±1)Å, (30±1)Å e (15±1)Å, respectivamente, e passam para (46±1)Å, (44±1)Å e (20±1)Å respectivamente, em presença de 0.6mM de [C14mim][Cl]. As curvas de SAXS também apresentaram o indício da formação de estruturas micelares a partir de uma dada concentração. Além da alteração em sua estrutura terciária, os dados de CD indicam uma leve perda de estrutura secundária de ambas as albuminas (BSA e HSA), passando de 80 para 65% de -hélice em ausência e presença de 0.6mM de [C14mim][Cl], respectivamente. Sugerimos que as interações das proteínas com os líquidos iônicos, embora inicialmente movidas por forças eletroestática, possuem como principal fator o efeito hidrofóbico, portanto quanto maior a cadeia carbônica do LI maior é sua interação com a proteína. Tal interação causa o desenovelamento das proteínas e formação de um complexo e estruturas micelares a altas concentrações de LI. Acreditamos que este trabalho traz novas informações acerca da interação dos LIs com proteínas modelo, indicando sua capacidade de alterar a conformação das mesmas. / Ionic liquids (ILs) are salts that are liquid at temperatures smaller than 100 ° C and are gaining prominence in the so-called green chemistry, promising: replace harmful solvents to the environment, improve electronic components, and favor biocatalysis, among others. Its high stability and low toxicity are often asserted; nevertheless, they are ascribed to ILs due to its small volatility. With the aim of improving the understanding of the interaction of ILs with biological relevant systems, we conducted a systematic study of the interaction of three different ionic liquids of the same polar head and different paraffinic tails ([C10mim][Cl], [C12mim][Cl] and [C14mim][Cl]) with three different model proteins, through the techniques of optical absorption, fluorescence, circular dicrhoism (CD) and small angle X-ray scattering (SAXS). To do so, we use BSA and HSA proteins (Bovine Serum Albumin and the Human Serum Albumin, respectively) and lysozyme. We observed fluorescence quenching, of all studied proteins, where the decrease in the fluorescence was (for BSA, HAS and lysozyme, respectively): (55 ± 3)%, (16.1 ± 0.8)% to (4.1 ± 0.2 )% in the presence of 0.6mm [C14mim][Cl], (38 ± 2)%, (13.2 ± 0.7)% to (0.6 ± 0.1)% in the presence of 0.6mm [C12mim][Cl] and ( 11.0 ± 0.5)% (9.2 ± 0.5)% and (0.0 ± 0.1)% in the presence of 0.6mm [C10mim][Cl]. UV-vis absorbance spectra and fluorescence indicate all systems in a contact interaction between proteins and ionic liquids. We also note the shift of the fluorescent peak of BSA and HSA proteins for shorter wavelengths (blue-shift), as the IL content was increased. The maximum shift () achieved corresponded to (21 ± 1) nm for both albumins, whereas no significant displacement was observed for lysozyme. The blue-shift can be explained by the approach of carbon chains and formation of hydrogen bonds in the vicinity of tryptophan. SAXS data indicate an increasing in the proteins radius of gyration value as ILs was added in the solution. The turning radius of BSA, HSA and lysozyme in the absence of IL are (29 ± 1) Å, (30 ± 1) Å and (15 ± 1) Å, respectively, and go to (46 ± 1) Å, ( 44 ± 1) Å and (20 ± 1) Å, respectively, in the presence of 0.6mm [C14mim][Cl]. The SAXS curves also show evidence of the formation of micellar structures from a given concentration. Besides the change in its tertiary structure, the CD data indicates a slight loss of secondary structure of both albumins (BSA and HSA), from 80 to 65% of -helix in the absence and presence of 0.6mm [C14mim][Cl], respectively. We suggest that the interactions of the protein with the ionic liquid, although initially driven by electrostatic forces, have a major factor hydrophobic effect and thus the higher the carbon chain of greater IL is its interaction with the protein. This interaction causes unfolding of the protein and formation of a micellar structures at high concentrations of IL. We believe this work provides new information about the interaction of ILs with model proteins, indicating its ability to alter the conformation of the same.
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