Caracterização cinética e termodinâmica de formação das estruturas supramoleculares: lactoferrina-corantes fenotiazínicos e lactoferrina-polissacarídeos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Coelho, Yara Luiza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Agroquímica
• Palavras-chave em Português: Lactoferrina; Corantes; Polissacarídeos; Agroquímica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29964

A manifestação da vida é baseada principalmente no reconhecimento molecular. Consequentemente, elucidar a cinética e a termodinâmica das interações proteína-ligante é estratégico para compreensão e modulação dos sistemas biológicos. Além disso, a formação de estruturas supramoleculares é muito importante em aplicações industriais, como processos de formação e estabilização de emulsões e encapsulamento. Assim, neste trabalho avaliou-se a termodinâmica e a cinética de interação entre a lactoferrina (BLF) e dois grupos de ligantes: corantes fenotiazínicos (azul de metileno (MB) e azure A (AZA)) e polissacarídeos (carboximetilcelulose (CMC) e kappa-carragena (κCG)), combinando dados de ressonância plasmônica de superfície (SPR), calorimetria de titulação isotérmica (ITC) e espectroscopia de fluorescência (EF). O trabalho foi dividido em três artigos: no primeiro, foi feito um estudo comparativo da interação entre a BLF e os corantes MB e AZA, utilizando múltiplas técnicas (SPR, EF e ITC), visando elucidar o mecanismo de ligação desses corantes à BLF e às contribuições dos grupos CH 3 para essa interação. No segundo, investigou-se a cinética e a termodinâmica da interação BLF-CMC, utilizando EF e SPR. Por fim, no terceiro artigo foi estudado a energética e a dinâmica de formação dos complexos BLF-κCG, na ausência e presença de KCl, por meio das técnicas de EF e SPR. Acerca da interação BLF-corantes fenotiazínicos, constatou-se que apesar das semelhanças estruturais entre os corantes, os parâmetros termodinâmicos de ligação BLF-AZA foram maiores em magnitude comparados ao sistema BLF-MB. Os resultados obtidos por SPR e EF indicaram que os fatores entrópicos eram as únicas forças motrizes da interação. No entanto, a ITC mostrou que há uma forte contribuição entálpica associada à interação com a holo-BLF. Embora a formação dos complexos de transição BLF-MB e BLF-AZA a partir da associação dos ligantes livres exigiu parâmetros energéticos muito semelhantes (∆ ‡a,MB= 51,84 e ∆‡ a,AZA= 50,7 kJ mol -1 ), na dissociação estes parâmetros foram dependentes do número de grupos CH 3 na estrutura dos corantes (∆ ‡d,MB= 81,4 e ∆‡ d,AZA= 74,93 KJ mol-¹). Quanto à interação BLF-CMC, o estudo cinético sugeriu que a formação do complexo ativado a temperaturas ≤ 289,2 K foi dominada pela energia liberada pelas interações específicas entre a proteína e o polissacarídeo. Embora os dados de SPR tenham demonstrado que a formação dos complexos BLF-CMC foi conduzida entropicamente (57 ≤ ∆° ≤ 60 kJ mol-¹) os ensaios de EF revelaram valores negativos ∆° até 293,2 K e positivos em temperaturas ≥ 298,2 Ke -58 ≤ ∆° ≤ 230 KJ mol-¹. Por fim, o estudo da interação BLF-κCG mostrou que a formação do complexo foi entalpicamente dirigida (∆° = −81 kJ mol −1 ) e a comparação entre os dados termodinâmicos obtidos por SPR e EF revelou que a interação BLF-κCG ocorreu em vários sítios da BLF. Já os parâmetros cinéticos mostraram que a interação ocorreu através da formação de um complexo de transição e que esse processo foi mais rápido a partir da associação das moléculas livres. A mudança na força iônica alterou a forma como a BLF e a κCG interagem, tornando a ligação um processo de uma única etapa. Palavras-chave: Lactoferrina. Corantes fenotiazínicos. Polissacarídeos.