Desenvolvimento de biossensores raciométricos bioluminescentes de pH e metais divalentes baseados na engenharia da região sensível ao pH nas luciferases de vagalumes

Resumo

Entre as várias aplicações da bioluminescência, seu uso em biossensores é crescente. Os biossensores apresentam diversas vantagens com relação às técnicas convencionais de detecção, como o baixo custo de produção, alta sensibilidade e uso prático. Os biossensores bioluminescentes podem ser enzimáticos, os quais empregam enzimas luciferases imobilizadas; ou celulares, que são construídos pela transformação genética de células com vetores de expressão contendo um gene repórter da luciferase. Esses tipos de biossensores podem ser utilizados para sinalizar a presença de compostos tóxicos, como metais, ou alterações do metabolismo celular por meio da emissão de luz. Biossensores específicos para o monitoramento intracelular do pH são extremamente importantes para analisar processos biológicos como apoptose e oncogênese. Por outro lado, biossensores específicos para detecção de metais em amostras ambientais também estão em demanda. As luciferases de vagalumes têm o espectro de bioluminescência sensível ao pH e à presença de metais. Apesar disto, esta propriedade nunca foi aproveitada para finalidades de sensoriamento de pH ou presença de metais. Em 2006, o orientador deste projeto depositou uma patente reivindicando o uso da luciferase de Macrolampis sp2 e sua sensibilidade ao pH como biossensor de pH e metais, entretanto até o presente momento nenhum biossensor especifico foi desenvolvido neste âmbito. Assim, os objetivos principais deste projeto são: (I) investigar a aplicabilidade da luciferase do vagalume Macrolampis sp2 e outras luciferases pH-sensitivas clonadas pelo grupo de pesquisa como biossensor espectral raciométrico intracelular de pH; (II) desenvolver, por engenharia da região sensora de pH na luciferase de Macrolampis sp2, um biossensor raciométrico específico para metais, e (III) aplicar estes biossensores raciométricos em células de mamíferos para investigar sua fisiologia em tempo real. (AU)