ESTUDO DAS INTERAÇÕES ENTRE ENZIMAS E POLÍMEROS

Sabrina Montero Pancera (IC)¹ e Denise Freitas Siqueira Petri (PQ)¹

1.Instituto de Química da Universidade de São Paulo

palavras-chave: Creatina fosfoquinase, adsorção, polímeros

Introdução: Há um grande interesse em imobilizar enzimas seletivamente para o desenvolvimento de biosensores¹, fases estacionárias cromatográficas e tensoativos. As poucas referências bibliográficas^1-2 encontradas mostram a utilização da enzima creatina fosfoquinase(CPK) imobilizada em eletrodos de amônia².

Por esta razão estudou-se neste trabalho a adsorção de CPK a partir de soluções diluídas sobre superfícies sólidas através de elipsometria e medidas de molhabilidade.

Objetivos: Investigar a imobilização da CPK sobre superfícies sólidas hidrofílicas e hidrofóbicas.

Métodos:

Através de reações de silanização e de revestimento rotacional prepararam-se os substratos. Ensaios de adsorção: Após recobertas ou silanizadas as lâminas foram caracterizadas por elipsometria e ângulo de contato e deixadas em contato com uma solução de CPK em tris-HCl (C=1,0 mg/mL) por 16 horas a 25ºC. Nesse trabalho os ângulos de contato foram medidos diretamente através da fotografia da gota de água depositada sobre a lâmina em estudo. O ângulo de avanço (qa) corresponde ao ângulo formado por uma gota de 4mL com a superfície em estudo e para o ângulo de recesso (qr) retira-se cuidadosamente 2mL desta gota, fotografando-se novamente o sistema. A histerese do ângulo de contato Dq é dado pela diferença entre qa e qr e informa sobre a rugosidade e a heterogeneidade química da superfície em estudo. As medidas elipsométricas foram feitas com ângulo de incidência a 70,0^o e radiação de 632,8 nm.

Resultados: As espessuras(d) e índices de refração(n) obtidos por elipsometria, ângulos de avanço (qa) e recesso (qr) e variação dos ângulos de contato(Dq) antes e após a adsorção da enzima seguem abaixo nas tabelas 1 e 2 respectivamente.

Pode-se notar que a enzima CPK adsorve mais na superfície revestida por PVC (maior d), o que pode significar uma afinidade da enzima pelos hidrogênios ácidos presentes no PVC. A interação da enzima com a superfície de PMMA e de APS também foi acentuada, percebe-se então uma interação preferencial da enzima em questão com superfícies polares. Estas interações provavelmente superam as interações hidrofóbicas³ uma vez que a afinidade pela superfície de PS não foi a maior.

Comparando-se os valores de Dq das superfícies antes e depois do contato com a enzima nota-se um aumento muito grande que pode ser devido à adsorção da enzima em agregados, deixando a superfície mais rugosa. O fenômeno de cooperativismo é conhecido para sistemas envolvendo enzimas, o qual leva à formação de agregados sobre a superfície⁴. Estudos de cinética de adsorção estão sendo feitos para o presente sistema.

Tabela1: Espessuras (d), índices de refração (n), ângulos de avanço (qa) e recesso (qr) e variação dos ângulos de contato (Dq) antes da adsorção da enzima.* Superfície funcionalizada com grupos amina primária.

Tabela 2: Espessuras (d), índices de refração (n), ângulos de avanço (qa) e recesso (qr) e variação dos ângulos de contato (Dq) após adsorção da enzima.

Conclusões:

A enzima CPK mostrou uma maior afinidade por superfícies polares. Verificou-se a possível formação de agregados de enzima nas superfícies estudadas, as quais serão estudadas por técnicas de microscopia.

Bibliografia:

1. Eggins, B.; Biosensors: An Introduction, John Wiley & Sons, (1996) pág.169.

2. Khan, G. F.; Wernet, Wolfgang, A highly sensitive amperometric creatinine sensor. Anal. Chim. Acta 351(1-3) (1997), pág.151-158.

3. Sigal, G. B.; Mrksich, M.; Whitesides, G. M.; Effect of surface wettability on the adsorption of proteins and detergents, J. Am. Chem. Soc. 120 (1998), pág.3464-3473.

4. Petri, D.F.S.; Choi, S.W.; Beyer, H.; Schimmel, T.; Bruns, M.; Wenz, G. – Synthesis of a cellulose thiosulfate and its immobilization on gold surfaces. Polymer 40 (1999), pág. 1593-1601.

FAPESP e CNPq