00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Dissertação
Título: Estudos biofísicos da interação do timerosal, um composto orgânico de mercúrio, com a catalase.
Título(s) alternativo(s): Biophysical studies of the interaction of thimerosal, an organic mercury compound, with catalase
Autor(es): Nascimento, Amanda Luise Alves
Primeiro Orientador: Santos, Josué Carinhanha Caldas
metadata.dc.contributor.referee1: Bortoluzzi, Janaína Heberle
metadata.dc.contributor.referee2: Facundo, Heberty Di Tarso Fernandes
Resumo: A catalase (CAT) é uma enzima antioxidante que atua no sistema de defesa, protegendo as células de efeitos tóxicos. A interação dessa enzima com qualquer espécie química externa poderá influenciar em sua atividade catalítica in vivo, trazendo como consequência diferentes efeitos, como, o estresse oxidativo. Dentre essas espécies destaca-se o mercúrio, cuja toxicidade humana varia de acordo com a forma química, a dose e a exposição, estando associado a uma série de doenças, inclusive no sistema nervoso central e funções psíquicas. Sendo assim, o presente trabalho buscou avaliar a interação entre a CAT e o timerosal (TM), um composto orgânico de mercúrio usado como conservante principalmente em vacinas, visando investigar possíveis alterações nessa enzima e, por conseguinte, mudanças no desempenho das suas funções fisiológicas. Este estudo foi monitorado por técnicas espectroscópicas avaliando diferentes parâmetros e ensaios in vivo. O processo de interação foi monitorado em função do decaimento da fluorescência intrínseca da catalase após a adição de TM ao meio, devido à formação do complexo supramolecular não fluorescente, com o tipo de quenching estático. O processo de interação foi espontâneo (∆G < 0) e as forças de interações preferenciais são as forças de Van der Waals e ligações de hidrogênio (∆H < 0 e ∆S < 0), havendo uma parcela de forças eletrostáticas envolvidas. A estequiometria do complexo formado foi 1:1 (n ~ 1), sendo que os valores de Kb indicam uma força de interação da ordem de 104. Mudanças estruturais, de hidrofobicidade e ao redor dos resíduos de triptofano e tirosina da proteína foram evidenciadas por fluorescência 3D, ensaio com ANS e por fluorescência sincronizada respectivamente, indicando que houve alterações na estrutura secundária, preferencialmente nos resíduos de Triptofano. A influência de diferentes espécies, algumas presentes no plasma, durante a interação também foi avaliada. Bem como a influência de alterações oriundas da interação com o TM na atividade da CAT, por meio de estudos enzimáticos, verificando uma redução de cerca de 85% na ação dessa enzima, indicando influencia do TM na decomposição de H2O2, concordante com o valor de IC50 (14,75 µM), pelo mecanismo de inibição mista, sendo um inibidor mais efetivo que o Hg(II). E de acordo com os ensaios in vivo o TM provoca alta letalidade em drosophilas, alterando o atividade da CAT nos machos dessa espécie e pode ser considerado teratogênico devido as alterações provocadas no Zebrafish. Logo esses resultados podem auxiliar na compreensão de possíveis efeitos relacionados à desordem causadas pelo timerosal em sistemas biológicos, em particular os efeitos quando associados a catalase.
Abstract: Catalase (CAT) is an antioxidant enzyme that acts in the defense system, protecting cells from toxic effects. The interaction of this enzyme with any external chemical species may influence its catalytic activity in vivo, bringing about different effects, such as oxidative stress. Among these species, mercury stands out, whose human toxicity varies according to chemical form, dose and exposure, being associated with a series of diseases, including in the central nervous system and psychic functions. Thus, the present study sought to evaluate the interaction between CAT and thimerosal (TM), an organic mercury compound used as a preservative mainly in vaccines, aiming to investigate possible changes in this enzyme and, therefore, changes in the performance of its physiological functions . This study was monitored by spectroscopic techniques evaluating different parameters and in vivo tests. The interaction process was monitored due to the decay of the intrinsic fluorescence of the catalase after the addition of TM to the medium, due to the formation of the non-fluorescent supramolecular complex, with the type of static quenching. The interaction process was spontaneous (∆G <0) and the preferred interaction forces are the Van der Waals forces and hydrogen bonds (∆H <0 and ∆S <0), with a portion of electrostatic forces involved. The stoichiometry of the complex formed was 1: 1 (n ~ 1), with Kb values indicating an interaction force of the order of 104. Structural, hydrophobicity changes and around the tryptophan and tyrosine residues of the protein were evidenced by 3D fluorescence, ANS assay and synchronized fluorescence respectively, indicating that there were changes in the secondary structure, preferably in the tryptophan residues. The influence of different species, some present in the plasma, during the interaction was also evaluated. As well as the influence of changes arising from the interaction with TM on CAT activity, through enzymatic studies, verifying a reduction of about 85% in the action of this enzyme, indicating the influence of TM on the decomposition of H2O2, in agreement with the value of IC50 (14.75 µM), due to the mixed inhibition mechanism, being a more effective inhibitor than Hg (II). And according to in vivo tests, TM causes high lethality in drosophilas, altering the activity of CAT in males of this species and can be considered teratogenic due to the changes caused in Zebrafish. Therefore, these results can assist in the understanding of possible effects related to the disorder caused by thimerosal in biological systems, in particular the effects when associated with catalase.
Palavras-chave: Timerosal
Catalase
Mercúrio
Interação proteína-ligante
Thimerosal
Mercury
Protein-ligand interation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: Nascimento, Amanda Luise Alves. Estudos biofísicos da interação do timerosal, um composto orgânico de mercúrio, com a catalase. 2022. 87 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) – Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8751
Data do documento: 28-jan-2021
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