Preparación de nanopartículas de Albúmina por irradiación con rayos gamma en condiciones reductivas

KIKOT, P.A.; GRASSELLI, M.; ACHILLI, E.; FLOR, SABRINA; FLORES, CONSTANZA Y.; LUCANGIOLI, S.

Buenos Aires

Encuentro; XIX Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2019

Comisión de Energía Atomica

Los efectos de la radiación ionizante en las soluciones de proteínas se han estudiado desde los inicios de esta tecnología. Estos efectos son principalmente indirectos como consecuencia de los radicales generados por la radiolisis del solvente y la baja concentración de proteínas en la muestra. La mayoría de las condiciones estudiadas de soluciones de proteínas irradiadas en estado líquido producen productos de degradación. Sin embargo, en presencia de altas concentraciones de etanol, la solución de albúmina irradiada en una fuente de 60Co en una dosis de 10 kGy, y en atmósfera de nitrógeno, genera nanopartículas [1].La alta concentración de etanol, agregada a la solución de albúmina a una temperatura cercana a 0 ºC, induce la agregación de proteínas, que es un proceso reversible y sin desnaturalización proteica [2]. Esta etapa de agregación es proporcional a la cantidad de solvente, lo que influirá en el tamaño final de las nanopartículas generadas.En un paso de estabilización de la nanoestructura, durante el proceso de irradiación, la alta concentración de etanol (> 30% v/v) en la muestra genera principalmente electrones solvatados y radicales -hidroxietilo por la radiolisis, lo que induce cambios químicos en la estructura de la proteína. El efecto de los electrones solvatados sobre la albúmina ha sido recientemente estudiado por dos grupos de investigación [3,4]. La albúmina tiene 35 cisteínas (Cys) en su columna vertebral polipeptídica, 34 de las cuales están involucradas en puentes disulfuro (CyS-SCy). Los diecisiete CyS-SCy se convierten en el sumidero principal de electrones y equivalentes reductores. Por lo tanto, la CyS-SCy y no la Cys tienen un papel relevante en el proceso de reticulación en estas condiciones experimentales. Esta hipótesis se sustenta en los resultados experimentales de la electroforesis SDS-PAGE de nanopartículas de albúmina en condiciones reductoras y no reductoras.Además de los electrones solvatados, los radicales -hidroxietilo son los más disponibles. Estos radicales tienen una reactividad baja y selectiva. Para comprobar el efecto sobre las cadenas laterales de diferentes aminoácidos, se irradiaron aminoácidos libres en solución, en estas condiciones experimentales. Las muestras irradiadas se estudian mediante espectros de UV visible y de fluorescencia, además de HPLC-EIS-MS/MS. La alanina, tirosina y fenilalanina muestran una reactividad muy baja, mientras que los aminoácidos que contienen cadenas laterales heterocíclicas, como la histidina y el triptófano, se modifican en su totalidad mediante reacciones de adición de radicales. En resumen, la formación de nanopartículas de albúmina podría explicarse por la recombinación de los radicales formados en estos aminocidos y CyS-SCy.Referencias:[1] S.L.S. Espinoza et al., Radiat. Phys. Chem., 2012, 81, 1417.[2] E. Achilli et al. J. Coll. Surf. A, 2015, 486, 161.[3] A. Konarska et al., Radiat. Phys. Chem., 2018, 152, 23.[4] C. Chatgilialoglu et al. J. proteom., 2011, 74, 2264.