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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/6442
Tipo: | Tese |
Título: | Estudos biofísicos do processo de interação da caseína e lactalbumina, proteínas alergênicas do leite, com antibióticos de uso veterinário |
Título(s) alternativo(s): | Biophysical studies of the interaction process of casein and lactalbumin, milk allergenic proteins, with veterinary antibiotics |
Autor(es): | Dantas, Maria Dayanne de Araújo |
Primeiro Orientador: | Santos, Josué Carinhanha Caldas |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Figueiredo, Isis Martins |
metadata.dc.contributor.referee1: | Bortoluzzi, Janaína Herbele |
metadata.dc.contributor.referee2: | Barbosa, Cintya D’ Angeles do Espírito Santo |
metadata.dc.contributor.referee3: | Leite, Ana Catarina Rezende |
metadata.dc.contributor.referee4: | Santos, Jadriane de Almeida Xavier dos |
Resumo: | A caseína (CAS) e lactalbumina (LAC) são proteínas constituintes do leite de vaca, sendo amplamente utilizadas na alimentação, principalmente na suplementação nutricional e na composição de diferentes alimentos. As tetraciclinas (TCs) e as sulfonamidas (SFs) constituem classes de antibióticos de amplo espectro, sendo empregados na medicina veterinária na criação de animais produtores de alimento como vacas leiteiras, por exemplo. No entanto, o seu uso abundante e inadequado pode resultar na presença de resíduos destes medicamentos em alimentos como o leite, causando efeitos tóxicos, além da possibilidade de reações alérgicas. Este trabalho teve como objetivo estudar a interação da CAS e LAC com os antibióticos da classe das tetraciclinas: tetraciclina (TC), oxitetraciclina (OTC) e clorotetraciclina (CTC) e da classe das sulfonamidas: sulfatiazol (STZ) e sulfametazina (SMZ) empregando diferentes estudos biofísicos. Assim, a partir dos resultados obtidos pôde-se observar que as TCs e as SFs formaram complexos supramoleculares com CAS e LAC caracterizados pelo mecanismo de quenching estático. As constantes de ligação (Kb) para o sistema CAS-TCs para a TC variaram de 0,25 (± 0,04) a 1,40 (± 0,06) ×106 M-1.Para o sistema CAS-SFs verificou-se que os valores de Kb variaram de 0,16 (± 0,05) a 0,49 (± 0,04)×105 M-1 para STZ, e para o sistema LAC-SFs foi observado que os valores de Kb variaram de 2,30 (± 0,04) a 4,60 (± 0,04)×105 M-1 para STZ. Em todos os casos o número de sítios de ligação foi próximo à unidade. Os dados termodinâmicos calculados indicaram que em todos os sistemas as interações ocorrem espontaneamente (ΔG < 0), e as forças de ligação predominantes são interações eletrostáticas para o sistema CAS-TC, enquanto para os sistemas CAS-SFs e LAC-SFs as forças preferenciais de interação são ligações de hidrogênio e forças de Van der Waals. A partir dos estudos por fluorescência sincronizada e 3D foi possível observar mudanças conformacionais na estrutura da proteína. Considerando os estudos por FRET foi calculada as distâncias intermoleculares para o sistema proteína-ligante, sendo que no sistema CAS-TCs as distâncias intermoleculares variaram de 3,60 a 4,02 nm, enquanto para CAS-SFs de 3,96 a 4,30 nm, e for fim, para LAC-SFs foram de 2,77 a 3,44 nm. Com base nos estudos de competição, para o sistema CAS-TC observou-se que o íon citrato competiu pelo sítio de ligação da caseína, enquanto que para CAS-OTC, houve competição pelo sítio de ligação da proteína com Ca(II), Fe(III) e lactose. Para CAS-CTC, todas as espécies avaliadas influenciaram no processo de interação. Para o sistema CAS-STZ todas as espécies adicionadas interferiram no processo de interação, em contrapartida, para CAS-SMZ, Ca(II), Mg(II) e citrato aumentaram os valores da constante de ligação Kb. Para LAC-STZ, todas as espécies adicionadas favoreceram a interação, por fim, para LAC-SMZ, Ca(II) e Fe(III) interferiram no processo de interação. Nos estudos por UV-vis verificou-se a formação dos complexos entre CAS, LAC e os diferentes antibióticos, além do mecanismo preferencial de interação. A partir dos estudos por eletroforese para o sistema CAS-TCs foi observado redução da mobilidade eletroforética da caseína em função da presença dos ligantes. Por fim, a partir dos estudos por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) observou-se que houve deslocamento para o hidrogênio (H-4a) e do grupo ((CH3)2N-) da molécula de TC e provavelmente estão envolvidos na interação entre CAS-TC. Portanto, a presença de TCs e SFs em alimentos podem representar um risco para a segurança alimentar, visto que mudanças conformacionais induzidas na estrutura nativa da CAS e da LAC podem potencializar reações alérgicas. |
Abstract: | Casein (CAS) and lactalbumin (LAC) are proteins constituent of cow's milk, being widely used in food, mainly in nutritional supplementation and in the composition of different foods. Tetracyclines (TCs) and sulfonamides (SFs) are classes of broad-spectrum antibiotics used in veterinary medicine to raise food-producing animals such as dairy cows. However, its abundant and inappropriate use can result in the presence of residues of these drugs in foods such as milk, causing toxic effects, in addition to the possibility of allergic reactions. The objective of this work was to study the interaction of CAS and LAC with TCs: tetracycline (TC), oxytetracycline (OTC) and chlortetracycline (CTC) and SFs: sulfathiazole (STZ) and sulfametazine (SMZ) class using molecular fluorescence, molecular absorption and electrophoresis and 1H NMR. Thus, from the obtained results it was observed that TCs and SFs form supramolecular complexes with CAS and LAC characterized by the static quenching mechanism. The binding constants (Kb) ranged from 0.25 (± 0.04) to 1.40 (± 0.06)×106 M-1, for TC. For the CAS-SFs system, Kb values ranged from 0.16 (± 0.05) to 0.49 (± 0.04)×105 M-1 for STZ, and for the LAC-SFs system was observed that Kb values ranged from 2.30(± 0.04) to 4.60 (± 0.04)×105 M-1 for STZ. In all cases the number of binding sites was close to unity. The calculated thermodynamic data indicated that in all systems interactions occur spontaneously (ΔG < 0), the predominant binding forces are electrostatic interactions for the CAS-TC system, whereas for the CAS-SFs and LAC-SFs the preferred interacting forces are hydrogen bonds, Van der Waals forces. From the studies by synchronized fluorescence and 3D it was possible to observe reduction of peaks 2 and 3 in all cases, which indicates conformational changes in the structure of the protein. From the FRET studies it was possible to calculate the intermolecular distances between the two proteins and the two classes of antibiotics, for the CAS-TCs system the intermolecular distances between the CAS and the TCs ranged from 3.60 to 4.02 nm. For CAS-SFs the intermolecular distances between CAS and SFs ranged from 3.96 to 4.30 nm, whereas for the LAC-SFs system the intermolecular distances ranged from 2.77 to 3.44 nm. With the competition studies for the CAS-TC system it was observed that there was competition for the ovalbumin binding site only for the citrate. For the CAS-OTC system, there was competition for the protein binding site between Ca(II), Fe (III) and lactose, for CAS-CTC, all added species committed with CTC by the protein. For the CAS-STZ system, all added species interfered in the interaction process, in contrast, for CAS-SMZ, Ca(II), Mg(II) and citrate increased the Kb binding constant values. For LAC-STZ, all added species favored the interaction, finally, for LAC-SMZ, Ca(II) and Fe(III) interfered in the interaction process. Through the UV-vis studies it was verified that complexes were formed between CAS, LAC and the different antibiotics evaluated in this work. From the electrophoresis studies for the CAS-TCs system, a reduction in the electrophoretic mobility of CAS was observed as a function of the presence of the ligands. Finally, from the studies by Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen (1H NMR) it was observed that the hydrogen (H-4a) and the group ((CH3)2N-) of the TC molecule are those probably more involved in the CAS-TC interaction. Therefore, the presence of TCs and SFs in food may represent a risk to food safety, since conformational changes in the native structure of CAS and LAC in the presence of these were observed, which can act as a foreign body in the human organism and potentiate allergic reactions. |
Palavras-chave: | Proteínas do leite Caseína Lactalbumina Antibacterianos – Drogas Veterinárias Protein-binding interaction Milk proteins Casein Milk albumin Antibacterials - Veterinary Drugs |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
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: | DANTAS, Maria Dayanne de Araújo. Estudos biofísicos do processo de interação da caseína e lactalbumina, proteínas alergênicas do leite, com antibióticos de uso veterinário. 2019. 108 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2019. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6442 |
Data do documento: | 25-set-2019 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
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