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Previous issue date: 2012-08-02 / Human plasma contains primarily large proteins, ranging in composition and concentration as the individual's physiological state. Among these proteins, albumin and low density lipoprotein (LDL) have been widely studied. The albumin (the most abundant protein in blood plasma) is responsible for important functions in the human body due to its excellent ability to bind and transport small molecules. In turn, the LDL (responsible for transporting cholesterol to the cells) in its oxidized form is directly associated with atherosclerosis, the main cause of cardiovascular disease. In the first part of this work, the interaction of bovine serum albumin (BSA) with the ionic surfactants sodium dodecylsulfate (SDS), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) and N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS) was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of spin label covalently bound to the single free thiol group of the protein. In the second part was studied the oxidation of human LDL by copper ions and also the antioxidant potential of polyphenols resveratrol, (+)-catechin and quercetin, using the EPR of a spin label, derived from stearic acid (5-DSA), and the method malondialdehyde content (MDA). Part I: The dynamics of the BSA and the thermodynamic parameters for transferring the nitroxide side chain from the more motionally restricted to the less restricted component were monitored through EPR spectra simulation. Whereas SDS and CTAC showed similar increases in the dynamics of the protein backbone for all concentrations used, HPS presented a smaller effect at concentrations above 1.5mM. At 10mM of surfactants and 0.15 mM BSA, the standard Gibbs free energy change was consistent with protein backbone conformations more expanded and exposed to the solvent, but with a less pronounced effect for HPS. In the presence of the surfactants, the enthalpy change, related to the energy required to dissociate the nitroxide side chain from the protein, was greater, suggesting a lower water activity. The nitroxide side chain also detected a higher viscosity environment in the vicinity of the Mal-5 induced by the addition of the surfactants. The results suggest that the surfactant-BSA interaction, at higher surfactant concentration, is affected by the affinities of the surfactant to its own micelles and micelle-like aggregates. Complementary DLS (Dynamic Light Scattering) data suggests that the temperature induced changes monitored by the Mal-5 reflects local changes in the vicinity of Cys-34 BSA residue. Part II: The oxidative process induced by copper ions results in lipid peroxidation of LDL (evidenced by high concentration of MDA) could also be monitored by the decrease in the dynamics of 5-DSA, reflected in increased spectral parameter 2A//. The oxidation of LDL resulted in increased energy barrier that the spin labels must overcome to achieve higher degrees of motion. All polyphenols studied were able to protect LDL completely against oxidation for concentrations from 30 M, whereas the protection provided by the Butylated hydroxytoluene (BHT) occurred only partially. This result, based on data from the literature, was attributed to the ability of polyphenols act as scavenger and chelating agents, while the BHT acts just like scavenger due the presence of only a single hydroxyl group in its molecule. / O plasma humano contém principalmente grandes proteínas, com variação na composição e concentração conforme o estado fisiológico do individuo. Entre essas proteínas, a albumina e a lipoproteína de baixa densidade (LDL) têm sido amplamente estudadas. A albumina (proteína mais abundante do plasma sanguíneo) é a responsável por importantes funções no organismo humano devido a sua excelente capacidade de se ligar e transportar pequenas moléculas. Por sua vez, a LDL (responsável pelo transporte de colesterol para as células) em sua forma oxidada está diretamente associada à aterosclerose, principal causa de doenças cardiovasculares. Na primeira parte deste trabalho, a interação da albumina de soro bovino (BSA) com os surfactantes iônicos dodecil sulfato de sódio (SDS), cloreto de cetiltrimetilamônio (CTAC) e N-hexadecil-N,N, dimetil-3-3amônio-1-propano sulfonato (HPS) foi estudada através da espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) do marcador de spin Mal-5 ligado covalentemente na cadeia lateral do resíduo Cys-34 da BSA. Na segunda parte foi estudada a oxidação da LDL humana por íons de cobre e também o potencial antioxidante dos polifenóis resveratrol, (+)-catequina e quercetina, usando a RPE de um marcador de spin derivado do ácido esteárico (5-DSA) e o método de formação de malondialdeído (MDA). Parte I: A dinâmica da BSA e os parâmetros termodinâmicos para transferir a cadeia lateral do nitróxido da componente de movimento mais restrito para a componente menos restrita foram monitorados através da simulação dos espectros de RPE. Enquanto o SDS e o CTAC mostraram efeitos similares na dinâmica da proteína para todas as concentrações usadas, o HPS apresentou menor efeito em concentrações acima de 1,5 mM. Em 10 mM de surfactantes e 0,15 mM de BSA, a variação da energia livre padrão de Gibbs foi consistente com a conformação da cadeia proteica mais expandida e mais exposta ao solvente, mas com um efeito menos pronunciado para o HPS. Na presença dos surfactantes, a variação de entalpia, relacionada a energia necessária para dissociar a cadeia lateral do nitróxido da proteína, foi grande, sugerindo uma menor atividade da água. A cadeia lateral do nitróxido também detectou um ambiente com maior viscosidade nas vizinhanças do Mal-5 induzida pela adição dos surfactantes. Os resultados sugerem que a interação surfactante-BSA, em altas concentrações, é afetada pela afinidade do surfactante por suas próprias micelas e agregados micelares incorporados na proteína. Complementarmente, dados obtidos com DLS (Dynamic Light Scattering) sugerem que as mudanças induzidas pela temperatura que são monitoradas pelo Mal-5 são mudanças locais na vizinhança do único resíduo Cys-34 da BSA. Parte II: O processo oxidativo induzido pelos íons de cobre resulta na peroxidação dos lipídios da LDL (evidenciado pela elevação da concentração de MDA) também pôde ser monitorado pela diminuição na dinâmica do marcador de spin 5-DSA refletida no aumento do parâmetro espectral 2A//. A oxidação da LDL acarretou no aumento da barreira da energia que os marcadores de spin precisam superar para alcançar graus superiores de movimento. Todos os polifenóis estudados foram capazes de proteger completamente a LDL contra a oxidação em concentrações a partir de 30 M, enquanto que a proteção fornecida pelo butil-hidroxi-tolueno (BHT) se deu apenas parcialmente. Este resultado, baseado em dados da literatura, foi atribuído à capacidade dos polifenóis atuarem tanto como scavenger quanto como quelantes, ao passo que o BHT é capaz de atuar apenas como scavenger devido à presença de apenas uma única hidroxila em sua molécula.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/1236 |
| Date | 02 August 2012 |
| Creators | ANJOS, Jorge Luiz Vieira dos |
| Contributors | ALONSO, Antônio |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Doutorado em Fisica, UFG, BR, Ciencias Exatas e da Terra |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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