Uso da hemoglobina de Amynthas gracilis como potencial biossensor de contaminação ambiental

Abstract

A contaminação ambiental por metais pesados provenientes de atividades agrícolas, industriais e mineradoras compromete o equilíbrio ecológico. Esses contaminantes podem ser absorvidos por anelídeos, como Amynthas gracilis, amplamente distribuída no Brasil e conhecida por sua resiliência a solos contaminados. Essa adaptação está associada a propriedades específicas de sua hemoproteína (HbAg), que possui características bioquímicas e biofísicas promissoras para uso em biossensores ambientais. Este trabalho avaliou a interação da HbAg com cobre usando técnicas biofísicas, como absorção ótica, fluorescência, espalhamento de luz e DLS, para fundamentar o desenvolvimento de biossensores ópticos. Após extração e purificação da HbAg, foi possível obter uma concentração de 20 mg.mL-1 .Análises realizadas em pH 7,0 e 9,0 mostraram deslocamento da banda de Soret, aumento da fluorescência e maior tamanho molecular conforme crescia a concentração de cobre. Esses efeitos foram mais evidentes em pH 9,0, com concentrações acima de 5 µmol.L-1 , enquanto em pH 7,0 ocorreram acima de 30 µmol.L-1. Os resultados indicam maior estabilidade da HbAg em pH neutro e alta sensibilidade ao cobre, confirmando seu potencial como matéria-prima para biossensores. No entanto, estudos futuros devem buscar maior seletividade, já que a HbAg pode se oxidar na presença de outros agentes.

Environmental contamination by heavy metals from agricultural, industrial, and mining activities threatens ecological balance. These contaminants can be absorbed by annelids, such as Amynthas gracilis, widely distributed in Brazil and known for its resilience to contaminated soils. This adaptation is linked to specific properties of its hemoprotein (HbAg), which exhibits promising biochemical and biophysical characteristics for use in environmental biosensors. This study evaluated the interaction of HbAg with copper using biophysical techniques such as optical absorption, fluorescence, light scattering, and DLS to support the development of optical biosensors. After extracting and purifying HbAg, a concentration of 20 mg.mL-1 was achieved. Analyses conducted at pH 7,0 and 9,0 revealed a shift in the Soret band, increased fluorescence, and larger molecular size as copper concentration increased. These effects were more pronounced at pH 9,0 with concentrations above 5 µmol.L-1, while at pH 7,0, they occurred above 30 µmol.L-1 . The results indicate greater stability of HbAg at neutral pH and high sensitivity to copper, confirming its potential as a raw material for biosensors. However, future studies should aim for greater selectivity, as HbAg may also oxidize in the presence of other chaotropic agents.