Estudo dos efeitos de regulação de carga na adsorção do citocromo c em poros carregados - Souza Júnior, Ricardo Belarmino de (2023)
A adsorção de proteínas em superfícies porosas carregadas tem sido amplamente investigada devido ao seu potencial de aplicação nas áreas de biotecnologia e biomedicina, como em biossensores e drug delivery. Em geral, a adsorção é favorecida em pH próximo do ponto isoelétrico (pI) da proteína, no qual a repulsão eletrostática proteína-proteína é minimizada, e os patches de carga de sinal oposto à da superfície promovem a atração proteína-poro. Entretanto, resultados experimentais da adsorção do citocromo c em mesoporos de sílica SBA-15 mostraram que o pH no qual ocorre a máxima adsorção está significativamente abaixo do pI da proteína. Nossa hipótese é que o mecanismo de regulação de carga pode ser importante para esse comportamento. Para investigar essa questão, estudamos a adsorção do citocromo c enovelado, utilizando um modelo simplificado baseado em estrutura, por meio de simulações computacionais de Monte Carlo a pH constante. A proteína foi confinada em um poro cilíndrico carregado negativamente e foram avaliados os efeitos do pH, da concentração de sal e do raio de confinamento na distribuição de cargas da proteína e na energia de ligação proteína-superfície. Nós observamos que a regulação de carga causada pela presença da superfície favorece a protonação dos resíduos ionizáveis da proteína, mas esse comportamento é invertido para pH>pI. Esse aumento da carga líquida resulta em menores energias de ligação para raios maiores e salinidades menores. Também vimos que a regulação de carga aumenta a estabilidade da orientação do citocromo c durante a adsorção, além de possibilitar que a adsorção ocorra em pH ≈ pI, o que não acontece sem considerar a regulação de carga.