INFIQC   05475
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN FISICO- QUIMICA DE CORDOBA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Proteínas en la interfaz sólido-solución acuosa: cubrimiento vs. relajación
Autor/es:
ELISA G. HERRERA; LAURA E. VALENTI; CARLA E. GIACOMELLI
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013
Institución organizadora:
AAIFQ
Resumen:
Introducción. El proceso global de adsorción de proteínas sobre sustratos sólidos comprende distintas etapas que involucran desde el transporte de la macromolécula hasta la relajación superficial, producto de la optimización de la interacción proteínasustrato. Esta última etapa es la responsable de los cambios conformacionales, generalmente observados en proteínas adsorbidas, que causan la pérdida parcial o total de la actividad biológica en el estado adsorbido. El efecto del proceso de relajación puede evaluarse fácilmente calculando el tiempo característico de cubrimiento (tc) y de relajación (tr) a partir de curvas de cinética de adsorción realizadas en distintas condiciones de velocidad (controlada por transporte o por la unión proteína-sustrato) y grado de cubrimiento superficial. Objetivo. Comparar los valores de tc y tr para distintos sistemas proteína-sustrato estudiados en distintas condiciones experimentales de pH, concentración de proteína, propiedades superficiales y grado de cubrimiento superficial, intentando generalizar el comportamiento interfacial de proteínas. Resultados y discusión. Se estudió el proceso de adsorción-desorción de tres proteínas (albúmina sérica bovina, ASB, pIE=4,3; antígeno H49, pIE=5,3 y D-aminoácido oxidasa, DAAO, pIE=7,0) sobre sustratos sólidos con distintas propiedades superficiales (SiO2, Au y nanotubos de Carbono, CNT). Los procesos de adsorción de ASB (sobre SiO2 y CNT a pH 3,0, 4,8 y 7,0) y de H49 (sobre SiO2 a pH 8,0) están controlados por la unión proteína-sustrato en todas las condiciones. Por el contrario, para la DAAO (sobre SiO2 y Au a pH 5,0, 7,0 y 8,5) la etapa determinante del proceso es el transporte desde el seno de la solución hacia la superficie. A bajos grados de cubrimiento, tc ~ tr indicando que las etapas de cubrimiento superficial y relajación son competitivas. En estas condiciones, las moléculas de proteína tienen espacio y tiempo disponible para optimizar las interacciones (hidrofóbicas o electrostáticas, dependiendo de las características del sistema) con el sustrato. Por otra parte, el comportamiento a altos grados de cubrimiento depende fuertemente del sistema (desde tc >> tr hasta tc ~ tr) y está principalmente controlado por la velocidad de la etapa determinante del proceso global. Cuando la velocidad de relajación es mucho menor que la de cubrimiento, la actividad biológica se mantiene en el estado adsorbido, mientras que se pierde total o parcialmente cuando ambas etapas son competitivas. La relación entre tc y tr es tan importante que define a) la cantidad adsorbida en estado estacionario, cuyo valor es sólo independiente de la velocidad de cubrimiento cuando tc >> tr, y b) el comportamiento de desorción. Conclusiones. La relación entre el tiempo característico de cubrimiento y de relajación define la perturbación superficial sobre la estructura nativa de las proteínas y, en muchos casos, el comportamiento en estado estacionario (cantidad adsorbida y desorción).