Sistemas Biomiméticos
Responsáveis:
Pedro Soares de Araujo, Iolanda Midea Cuccovia e Hernan Chaimovich Guralnik
Reações químicas de interesse biológico e muitas de uso industrial, acontecem em interfaces entre a solução e superfícies de membranas e polímeros. Interfaces são meios assimétricos onde as propriedades, em dimensões moleculares, variam notavelmente com a distância.
O nosso grupo estuda os efeitos de interfaces sobre reatividade química e biológica, usando como sistema agregados que se formam espontaneamente pela associação de anfifílicos: micelas, vesículas, lipossomos e monocamadas. Em particular nos interessa entender as consequências cinéticas e mecanísticas da transferência de reações da solução para interfaces.
Nossos trabalhos têm contribuído para a análise quantitativa de reações em micelas e vesículas, para a compreensão do efeito desses agregados em mecanismo de reações químicas e para a definição da composição iônica de interfaces em agregados supramoleculares.
As aplicações desta linha se estendem desde o planejamento racional de sistemas de endereçamento de drogas até a recuperação ternária de petróleo, onde são utilizados os conceitos desenvolvidos nesta área de pesquisa.
Os problemas de interesse atual são:
- descrição teórica e experimental da concentração de íons na superfície de micelas e vesículas usando enfoques de campo médio e contagem de íons por através da decomposição de sais de fenildiazônio (captura química);
- estudo do efeito da densidade de carga e geometria do dipolo na superfície em reatividade química usando micelas e vesículas de composições diferentes;
- efeito de vesículas na decomposição de análogos de compostos que fazem parte de armas químicas.
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Esta linha de pesquisa vem sendo seguida desde 1978 quando estudamos a interação de fosfolipase A2 com micelas de análogos de lecitinas. Progredindo dentro da mesma linha estudamos a interação de albumina com vesículas de fosfatidilcolina, especialmente a fosfatidilcolina de ovo.
No sentido de viabilizar um enfoque a nível molecular dos vários parâmetros que governam a atividade de proteínas ligadas a membranas, migramos para o estudo da interação de proteínas de S. cerevisiae com membranas de fosfolipídios. Assim mostramos pela primeira vez que a trealase citoplasmática de Saccharomyces interage com a membrana plasmática só quando está fosforilada por uma proteína-quinase AMP cíclico dependente.
Na sequência do trabalho, passamos a estudar o transportador de trealose, uma permease presente na membrana plasmática de levedura e que desempenha um importante papel no mecanismo da anidrobiose destas células. A perspectiva dentro deste projeto é o desenvolvimento de organismos transgênicos, portadores do gene do transportador de trealose, e que tenham um aumento de sobrevida em condições de desidratação.
Uma proteína de 32 Kda, purificada de mitocôndrias de batata e incorporada em proteolipossomos facilita eficientemente o transporte de H+, com uma atividade comparável a da proteína desacopladora mitocondrial de tecido adiposo marrom (UcP). Esta proteína, capaz de controlar o transporte de H+, foi denominada proteína desacopladora de mitocôndrias de plantas (PUMP). Estudos posteriores, usando técnicas de inchamento mitocondrial, confirmaram que PUMP, assim como a UcP, é ativada por ácidos graxos e provavelmente transloca o ânion do ácido graxo por uma via sensível a nucleotídios. O decréscimo de potencial, induzido por ácido linoleico em mitocôndrias respirando, também é sensível a ATP e GDP. Nosso interesse atual é o estudo do mecanismo do desacoplamento mitocondrial por PUMP e o seu possível papel no controle de temperatura em plantas.
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