Empleo de un dendrimero de polietilenglicol funcionalizado con ciclodextrina como agente protecto de catalasa

SANTAGAPITA, PATRICIO R.; GARCÍA CRUZ, ARIEL; MAZZOBRE, MARÍA F.; CORTI, H.R.; VILLALONGA SANTANA, REYNALDO; BUERA, MARÍA DEL P.

Argentina

Jornada; JORNADAS INTERNACIONALES DE PROTEÍNAS Y COLOIDES ALIMENTARIOS; 2007

CYTED

Los dendrímeros son estructuras producidas por el crecimiento de una misma unidad repetida un número de veces a partir de un núcleo, agregando funcionalidad en sus extremos. En este caso, dicha funcionalidad se utilizó para unirle b-ciclodextrinas (b-CD), con el objetivo de estabilizar la enzima catalasa, que es una enzima con aplicaciones médicas y tecnológicas, de interés tanto en áreas de farmacología o alimentos. La b-ciclodextrina (b-CD) es un oligosacárido no reductor, compuesto de 7 unidades de glucosa unidas a(1-4), que posee una una cavidad central hidrofóbica y una superficie hidrofílica. En esta cavidad se pueden incluir  zonas hidrofóbicas de las cadenas laterales de aminoácidos presentes en la superficie de la proteína. En el presente trabajo se sintetizó a partir de polietilenglicol 6000 (PEG 6000) modificado en sus extremos con 2 glutaminas, un dendrímero de primera generación con 4 unidades de b-CD ancladas en dichas glutaminas, cuya estructura fue confirmada por 1H-RMN. Se prepararon sistemas al 1% del excipiente (PEG 6000, b-CD, hidroxipropil-b-CD, PEG modificado en sus extremos con 2 ó 4 glutaminas (G1 y G2, respectivamente) y el dendrímero) en buffer fosfato de sodio 0,1 M pH 7, en presencia de catalasa de hígado bovino. Los sistemas se congelaron, se liofilizaron y se trataron a 55°C o se humidificaron exponiendo las muestras a 52% de humedad relativa (H.R.) a 25°C. Se determinaron la actividad enzimática (evaluando la desaparición de H2O2 espectrofotométricamente) y las transiciones térmicas  de los sistemas (transición vítrea (Tg) y cristalización/fusión) por calorimetría diferencial de barrido (DSC). La enzima fue poco estable al congelado y liofilizado en ausencia de aditivos, mejorando en presencia de buffer. Si bien el PEG y la b-CD ofrecieron escasa protección, el dendrímero permitió mejorar la estabilidad tanto al congelado como al liofilizado. Al incubar los sistemas liofilizados a 55°C o humidificarlos a 52% H.R. a 25°C, todos los aditivos, a excepción de la b-CD, mejoraron la conservación respecto al sistema con buffer. La escasa protección ofrecida por la b-CD se relacionó con la baja solubilidad de la misma, dado que la hidroxipropil-b-CD, que es totalmente soluble en las condiciones utilizadas, resultó adecuada para proteger la catalasa durante el tratamiento térmico a 55°C o el almacenamiento a 25°C a H.R. 52%, pero igualmente ofreció escasa protección durante la liofilización. La actividad remanente de la enzima se correlacionó con el grado de cristalinidad de los sistemas. El grado de cristalinidad, evaluado a través de los valores de las entalpías de fusión, fue mayor para el PEG, estando en el orden decreciente PEG>G1>G2>Dendrímero. Esto indica que la modificación efectuada disminuyó el grado de cristalinidad del PEG. Estos resultados podrían ser extendidos y tener validez para ser utilizados en potenciales formulaciones farmacológicas (por ejemplo, para la terapia de enfermedades causadas por el estrés oxidativo), como así también para la preparación de ensayos (“kits”) de diagnóstico.