Estudo dos efeitos de regulação de carga na adsorção do citocromo c em poros carregados

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Autor(es): dc.contributorCarvalho, Sidney Jurado de-
Autor(es): dc.contributorUniversidade Estadual Paulista (UNESP)-
Autor(es): dc.contributorCaetano, Daniel Lucas Zago-
Autor(es): dc.creatorSouza Júnior, Ricardo Belarmino de-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-21T16:17:15Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-21T16:17:15Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-10-22-
Data de envio: dc.date.issued2023-10-22-
Data de envio: dc.date.issued2023-08-31-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/11449/251072-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/11449/251072-
Descrição: dc.descriptionA 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.-
Descrição: dc.descriptionProtein adsorption onto charged porous surfaces has been extensively investigated in the literature due to its applicability in biotechnology and biomedicine, such as biosensors and drug delivery systems. Typically, adsorption is favored in pH values close to the protein’s isoelectric point (pI), in which protein-protein electrostatic repulsion is minimized and the oppositely charged regions of the protein promote protein-surface attraction. However, experimental results of cytochrome c adsorption into SBA-15 silica mesopores have shown that the pH at which maximum adsorption occurs is significantly below pI. We propose that the charge regulation mechanism might play a crucial role in this behavior. To address this hypothesis, we employ pH-constant Monte Carlo simulations with a simplified structure-based model of folded cytochrome c, confined within a negatively charged cylindrical pore. We evaluate the effects of pH, salt concentration and confinement radius on the protein’s charge distribution and the protein-surface binding energy. Our results indicate that the charge regulation induced by the surface promotes the protonation of titratable residues in the protein, although this behavior is inverted for pH > pI. This increased charge state results in lower binding energies for larger confinement sizes and lower salinities. We have also shown that charge regulation increases the stability of cytochrome c orientation during adsorption and promotes adsorption at pH ≈ pI, which does not occur without employing charge regulation.-
Descrição: dc.descriptionConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)-
Descrição: dc.descriptionCNPq: 156223/2021-0-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (UNESP)-
Direitos: dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess-
Palavras-chave: dc.subjectAdsorção de proteínas-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo de Monte Carlo-
Palavras-chave: dc.subjectRegulação de carga-
Palavras-chave: dc.subjectProtein adsorption-
Palavras-chave: dc.subjectMonte Carlo Method-
Palavras-chave: dc.subjectCharge regulation-
Título: dc.titleEstudo dos efeitos de regulação de carga na adsorção do citocromo c em poros carregados-
Título: dc.titleStudy of the charge regulation effects on the adsorption of cytochrome c into charged pores-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional - Unesp

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