Estudos biofísicos da Hemoproteína extracelular de Amynthas gracilis (HbAg) na ausência e na presença de surfactantes
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Data
2017-08-11
Autores
Ramos, Lierge [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
As hemoglobinas constituem um grupo de proteínas que desempenham um papel vital nos organismos. Suas propriedades intrínsecas, assim como a sua relação estrutura-atividade, envolvem fenômenos tais como a cooperatividade e afinidade por ligantes específicos, como o oxigênio, que estão associados a uma variedade de processos que viabilizam a vida. As hemoproteínas, em especial as hemoglobinas de anelídeos têm sido objeto de estudo de diferentes grupos de pesquisa, devido a sua alta estabilidade oligomérica, resistência à oxidação, alta cooperatividade e afinidade por ligantes específicos, apresentando um alto potencial em aplicações biotecnológicas como, por exemplo, substituto sanguíneo. Estudos sobre a caracterização estrutural e a determinação da estabilidade de hemoproteínas na presença de surfactantes, por meio de várias técnicas como absorção ótica, emissão de fluorescência, CD (Dicroísmo Circular) e espalhamento de luz podem trazer informações sobre esta classe de proteínas, principalmente sobre o mecanismo de oxidação, dissociação e desnaturação. Desta forma, no presente projeto de pesquisa objetivou realizar a caraterização biofísica da hemoglobina extraída de Amynthas gracilis (HbAg) na presença de surfactantes iônicos (SDS e CTAC) nos valores de pH 5,0 e 7,0. Os resultados nos mostram que ambos os surfactantes são capazes de interagir fortemente com a HbAg, sendo que o pH do meio influência diretamente na intensidade da interação proteína-surfactante. O SDS em pH 5,0 interage fortemente com a HbAg formando precipitados de complexo proteína-surfactante, podendo ser observados em baixas concentrações de SDS (0,01 – 0,2 mmolL-1). Enquanto que para o CTAC ocorre uma forte interação entre o surfactante e a HbAg em pH 7,0 em uma faixa de concentração de 0,01 – 0,07 mmolL-1. A formação de agregados nestes sistemas provavelmente ocorre em função do ponto isoelétrico (pI) da HbAg ser ácido (6,0 ±3), assim como o de outras Hb extracelulares, como resultado de uma forte interação eletrostática. As medidas espectroscópicas indicam que com o aumento da concentração dos surfactantes ocorre a ressolubilização dos agregados. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que o SDS e o CTAC promovem o processo de oxidação/dissociação da HbAg em baixas concentrações e que nas concentrações máximas de surfactantes utilizadas neste trabalho o processo de desnaturação da HbAg não é completo.
Hemoglobins are a group of proteins that play a vital role in organisms. Their intrinsic properties, as well as their structure-activity relationship, involve phenomena such as cooperativity and affinity for specific ligands, such as oxygen, which are associated with a variety of processes that make life possible. Hemoproteins, especially hemoglobins of annelids have been studied by different research groups, due to their high oligomeric stability, resistance to oxidation, high cooperativity and affinity for specific ligands, presenting a high potential in biotechnological applications, for example, a blood substitute. Studies on the structural characterization and determination of hemoprotein stability in the presence of surfactants by optical absorption, fluorescence emission, CD and light scattering can bring information about this class of proteins, mainly on the mechanism of dissociation and denaturation. Thus, in the present master's project the main objective was to perform biophysics characterization studies, with the hemoglobin extracted from the annelid of Amynthas gracilis (HbAg) in the presence of ionic surfactants (SDS and CTAC) at pH values 5,0 and 7,0. The results show that both surfactants are capable of interacting strongly with HbAg, and the pH of the medium directly influences the intensity of the protein-surfactant interaction. SDS at pH 5.0 strongly interacts with HbAg forming precipitates of protein-surfactant complex, can be observed with low concentrations of SDS (0.01 - 0.2 mmolL -1). While for CTAC a strong interaction between surfactant and HbAg occurs at pH 7.0 in a concentration range of 0.01-0.07 mmolL-1. The formation of aggregates in these systems probably occurs as a function of the isoelectric point (pI) of HbAg being acid (6.0 ± 3), as well as that of other extracellular Hb, as a result of a strong electrostatic interaction. This study showed that SDS and CTAC promote the oxidation/dissociation process of HbAg at low concentrations and that at the maximum concentrations of surfactants used in this work the denaturing process of HbAg is not complete.
Hemoglobins are a group of proteins that play a vital role in organisms. Their intrinsic properties, as well as their structure-activity relationship, involve phenomena such as cooperativity and affinity for specific ligands, such as oxygen, which are associated with a variety of processes that make life possible. Hemoproteins, especially hemoglobins of annelids have been studied by different research groups, due to their high oligomeric stability, resistance to oxidation, high cooperativity and affinity for specific ligands, presenting a high potential in biotechnological applications, for example, a blood substitute. Studies on the structural characterization and determination of hemoprotein stability in the presence of surfactants by optical absorption, fluorescence emission, CD and light scattering can bring information about this class of proteins, mainly on the mechanism of dissociation and denaturation. Thus, in the present master's project the main objective was to perform biophysics characterization studies, with the hemoglobin extracted from the annelid of Amynthas gracilis (HbAg) in the presence of ionic surfactants (SDS and CTAC) at pH values 5,0 and 7,0. The results show that both surfactants are capable of interacting strongly with HbAg, and the pH of the medium directly influences the intensity of the protein-surfactant interaction. SDS at pH 5.0 strongly interacts with HbAg forming precipitates of protein-surfactant complex, can be observed with low concentrations of SDS (0.01 - 0.2 mmolL -1). While for CTAC a strong interaction between surfactant and HbAg occurs at pH 7.0 in a concentration range of 0.01-0.07 mmolL-1. The formation of aggregates in these systems probably occurs as a function of the isoelectric point (pI) of HbAg being acid (6.0 ± 3), as well as that of other extracellular Hb, as a result of a strong electrostatic interaction. This study showed that SDS and CTAC promote the oxidation/dissociation process of HbAg at low concentrations and that at the maximum concentrations of surfactants used in this work the denaturing process of HbAg is not complete.
Descrição
Palavras-chave
Hemoglobina, Surfactante, Anelídeo, Hemoglobin, Surfactant, Annelid