Interação da porfirina catiônica meso-tetrakis (4-N-metilpiridil) com vesículas de fosfolipídio nos estados gel e líquido cristalino

Autor: Diógenes de Sousa Neto
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
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Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPUniversidade de São PauloUSP.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: Este estudo reúne os principais resultados de fluorescência estática e resolvida no tempo sobre a interação da porfirina meso-tetrakis (4-metilpiridil), na forma de base livre (TMPyP) e complexada com Zn2+ (ZnTMPyP), com vesículas de fosfolipídio. Adicionalmente foram utilizadas as técnicas de potencial zeta e espalhamento de luz dinâmico (DLS, do inglês \"dynamic light scattering\"). As vesículas de fosfolipídio foram formadas por dois conjuntos de fosfolipídios: saturados e insaturados. O primeiro grupo é formado pela mistura dos fosfolipídios zwiteriônico 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) e aniônico 1,2-dipalmitoil-sn-3-glicero-[fosfo-rac-(1- glicerol)] (DPPG), a diferentes razões molares. Os estudos utilizando tais sistemas foram realizados abaixo (25oC) e acima (50oC) da temperatura de transição de fase gel-líquido cristalino destes fosfolipídios (~ 41oC). O segundo grupo é formado pela mistura dos fosfolipídios zwiteriônico 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (POPC) e aniônico 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfo(1-rac-glicerol) (POPG). Como a transição de fase destes dois fosfolipídios ocorre a temperaturas negativas, todos os experimentos foram realizados a 25oC (vesículas no estado líquido cristalino). Todos os sistemas foram preparados através do método de extrusão para a obtenção de vesículas grandes unilamelares (LUV, do inglês \"large unilamellar vesicles\"). As análises dos dados de fluorescência indicaram que a atração eletrostática entre os substituíntes (positivamente carregados) das porfirinas TMPyP e ZnTMPyP e o grupo das cabeças polares (camada de Stern) das vesículas de fosfolipídio desempenha um papel fundamental na associação da porfirina. A distribuição da TMPyP entre o meio aquoso (tampão) e as vesículas de fosfolipídio foi evidenciada pela coexistência de um tempo de vida de fluorescência mais curto (~ 5 ns) e outro mais longo (~ 9-11 ns), respectivamente. Baseado nos valores das constantes pré-exponenciais, estudos adicionais mostram que a distribuição acima é afetada pela concentração de sal na solução. Os resultados de supressão de fluorescência com o supressor iodeto de potássio (KI) indicaram que ambas porfirinas estão localizadas, preferencialmente, na região da camada de Stern. Este resultado foi confirmado pelos estudos de potencial zeta e de DLS, os quais mostraram uma neutralização parcial das cargas negativas na superfície das vesículas devido à associação da porfirina.
This study presents time-resolved and steady-state fluorescence results on the interaction of the meso-tetrakis (4-methylpyridil) porphyrin, in free base form (TMPyP), and complexed with Zn2+ (ZnTMPyP), with phospholipid vesicles. Zeta potential and dynamic light scattering (DLS) techniques were also used. Phospholipid vesicles were formed by two phospholipid systems: saturated and unsaturated. The first group is a mixture of zwiterionic dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocoline (DPPC) and anionic 1,2-dipalmitoyl-sn-3-glycero-[phospho-rac-(1-glycerol)] (DPPG) phospholipids, at different molar ratios. Measurements were performed bellow (25oC) and above (50oC) the main gel-liquid crystalline phase transition temperature (~ 41oC). The second group is constituted by a mixture of zwiterionic 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocoline (POPC) and anionic 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phospho(1-rac-glycerol) (POPG) phospholipids, at different molar ratios. Since the gel-liquid crystalline phase transition of these phospholipids occurs at a very low temperature value, all experiments were performed at 25oC (liquid crystalline state vesicles). All phospholipid systems were prepared through the extrusion method in order to obtain large unilamellar vesicles (LUV). The fluorescence data analyses indicated that the electrostatic attraction between the porphyrin substituents (positively charged) and the polar head groups of the phospholipid vesicles (Stern layer) plays an important role on the porphyrin binding affinity. The distribution of TMPyP between the aqueous medium (buffer) and the phospholipid vesicles was characterized by the coexistence of a shorter (~ 5 ns) and a longer (~ 9-11 ns) fluorescence lifetimes, respectively. Based on the pre- exponential values, additional time-resolved experiments showed a redistribution of the porphyrin at increasing salt concentration. The quenching studies, using potassium iodide (KI) as quencher, indicated that both TMPyP and ZnTMPyP are preferentially located at the Stern layer region. This result is in agreement with the zeta potential and DLS findings, which demonstrated a partial neutralization of the negative charges at the vesicle surface due to the porphyrin association.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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