Estudo do papel da interação eletrostática no processo de solubilização de membranas miméticas por detergentes com cargas diferentes
Data
2023-10-16
Autores
Oliveira, Maria Clara Araújo 
Orientadores
Riske, Karin do Amaral
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
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Resumo
Introdução: Detergentes são moléculas anfifílicas capazes de solubilizar membranas biológicas, separando seus componentes. Estudos com sistemas biomiméticos são importantes para a compreensão dos aspectos físico-químicos do processo de solubilização de membranas. A maioria desses estudos se limita ao uso de lipídios neutros, como a fosfatidilcolina (PC). No entanto, é sabido que biomembranas possuem uma fração de lipídios aniônicos, como o fosfatidilglicerol (PG), e vários detergentes comumente empregados são iônicos. Objetivo: Estudar o processo de solubilização de bicamadas lipídicas neutras e aniônicas por detergentes com cargas nula, positiva e negativa. Materiais e métodos: Foram utilizadas vesículas unilamelares grandes (LUVs) e gigantes (GUVs) compostas por PC (zwiteriônico), PG (aniônico) e mistura PC:PG 1:1, e os detergentes aniônico dodecil sulfato de sódio (SDS), catiônico brometo de cetil trimetil amônio (CTAB) e não-iônico octil glicopiranosídeo (OG). O processo de solubilização foi estudado por medidas de turbidez, microscopia ótica e técnicas calorimétricas. Resultados: Medidas de turbidez de LUVs ao longo da titulação com os detergentes mostraram que as membranas aniônicas foram mais suscetíveis à solubilização que as zwiteriônicas, já que foi necessária uma concentração menor de todos os detergentes para causar a solubilização completa. A partir da microscopia ótica de GUVs observamos que o detergente OG, não-iônico, causa um aumento da superfície da vesícula devido a um rápido flip-flop, seguido da solubilização completa da membrana. Por outro lado, os detergentes iônicos geraram uma explosão súbita das GUVs, pois se inserem apenas na monocamada externa, o que leva a um aumento da tensão da membrana. A técnica de calorimetria de titulação isotérmica (ITC) permitiu a obtenção do calor associado à partição dos detergentes em LUVs antes do início do processo de solubilização. O processo de incorporação do detergente OG foi sempre endotérmico e semelhante para as três composições de membrana, mas apresentou uma afinidade um pouco maior pelas membranas aniônicas. Já os detergentes iônicos, SDS e CTAB, apresentaram resultados sensíveis à interação eletrostática. O CTAB apresentou um processo de incorporação exotérmico, com uma intensidade muito maior para membranas aniônicas, devido à atração eletrostática. O processo de inserção do SDS passou de exotérmico em membranas zwiteriônicas para endotérmico em membranas aniônicas. A técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC) permitiu avaliar o efeito dos detergentes na transição gel-fluido das bicamadas. Os detergentes OG e SDS levaram a uma diminuição no valor da temperatura de transição com um alargamento dos picos. Foi necessária uma concentração menor desses detergentes para causar diminuição na entalpia da transição de membranas aniônicas. Por outro lado, a temperatura de transição de fase das membranas ficou praticamente inalterada na presença de altas concentrações de CTAB, mostrando um processo de solubilização incompleto. Conclusão: A interação eletrostática entre detergente e membrana não é preponderante no processo de solubilização e as membranas aniônicas (contendo PG) se apresentaram mais suscetíveis ao processo de solubilização, independentemente da carga do detergente.
Descrição
Citação
OLIVEIRA, Maria Clara Araújo. Estudo do papel da interação eletrostática no processo de solubilização de membranas miméticas por detergentes com cargas diferentes. 2023. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Enfermagem) - Escola Paulista de Enfermagem, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2023.