Sílice como matriz para encapsular proteínas: efectos de la superficie en la estructura de las proteínas evaluados mediante espectroscopía de dicromatismo circular
Autores: Calabretta, Phillip J.; Chancellor, Mitchell C.; Torres, Carlos; Abel, Gary R.; Niehaus, Clayton; Birtwhistle, Nathan J.; Khouderchah, Nada M.; Zemede, Genet H.; Eggers, Daryl K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2012
Acceso abierto
Artículo científico
2012
Sílice como matriz para encapsular proteínas: efectos de la superficie en la estructura de las proteínas evaluados mediante espectroscopía de dicromatismo circular
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Encapsulación
Biomoléculas
Materiales a base de sílice
Técnica sol-gel
Atrapamiento de proteínas
Espectroscopía de dicromatismo circular
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Journal of Bioterrorism & Biodefense Vol. 16 Núm. 2
La encapsulación de biomoléculas en materiales sólidos que retienen las propiedades nativas de la molécula es una característica deseada para el desarrollo de biosensores y biocatalizadores. En el estudio actual, se explora la retención de proteínas en materiales a base de sílice utilizando la técnica sol-gel. Este trabajo examina los efectos del confinamiento de sílice en la estructura de varios polipéptidos modelo, incluyendo apomio-globina, dismutasa de superóxido de cobre y zinc, poliglutamina, polilisina y proteína antifreeze tipo I. Los cambios en la estructura secundaria de cada proteína tras la encapsulación se monitorean mediante espectroscopía de dicromismo circular. En muchos casos, el confinamiento de sílice reduce la fracción de proteínas correctamente plegadas en relación con la solución, pero la adición de un soluto secundario o la modificación de la superficie de sílice conduce a un aumento en la estructura. La refinación de la superficie del vidrio mediante la adición de un alquiloxisilano monosustituido durante el procesamiento sol-gel se muestra como una herramienta valiosa para probar los efectos de la química de superficie en la estructura de las proteínas. Dado que la retención de sílice previene la agregación de proteínas al aislar moléculas individuales de proteínas en los poros del material de vidrio, se pueden monitorear polipéptidos propensos a la agregación en condiciones de disolvente que están prohibidas en solución, como se demuestra con poliglutamina y una variante relacionada con la enfermedad de la dismutasa de superóxido.
Descripción
La encapsulación de biomoléculas en materiales sólidos que retienen las propiedades nativas de la molécula es una característica deseada para el desarrollo de biosensores y biocatalizadores. En el estudio actual, se explora la retención de proteínas en materiales a base de sílice utilizando la técnica sol-gel. Este trabajo examina los efectos del confinamiento de sílice en la estructura de varios polipéptidos modelo, incluyendo apomio-globina, dismutasa de superóxido de cobre y zinc, poliglutamina, polilisina y proteína antifreeze tipo I. Los cambios en la estructura secundaria de cada proteína tras la encapsulación se monitorean mediante espectroscopía de dicromismo circular. En muchos casos, el confinamiento de sílice reduce la fracción de proteínas correctamente plegadas en relación con la solución, pero la adición de un soluto secundario o la modificación de la superficie de sílice conduce a un aumento en la estructura. La refinación de la superficie del vidrio mediante la adición de un alquiloxisilano monosustituido durante el procesamiento sol-gel se muestra como una herramienta valiosa para probar los efectos de la química de superficie en la estructura de las proteínas. Dado que la retención de sílice previene la agregación de proteínas al aislar moléculas individuales de proteínas en los poros del material de vidrio, se pueden monitorear polipéptidos propensos a la agregación en condiciones de disolvente que están prohibidas en solución, como se demuestra con poliglutamina y una variante relacionada con la enfermedad de la dismutasa de superóxido.