Investigação das interações da sonda luminescente cis-[Ru(phen)2(4ImAC)]+, em que 4ImAC é 4-imidazol ácido carboxílico, com modelos de membrana celulares fosfolipídicas (neutras e carregadas)

• Processo: 21/09736-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2021
• Vigência (Término): 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Rose Maria Carlos
• Beneficiário: Rafaela Ribeiro Paixão
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/01005-8 - Influência da polaridade do solvente e pH na estrutura eletrônica do complexo [Ru(II)(phen)2(HimAc)]+ e correlação com propriedades fotofísicas e redox, BE.EP.IC
• Assunto(s): Biofísica Fotofísica Membrana celular Monocamadas de Langmuir Luminescência Espectroscopia Microscopia Calorimetria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofísica | luminescência | membranas lipídicas | fotofísica

Resumo

Nosso laboratório vem trabalhando no desenvolvimento de complexos polipiridinicos deRu (II) luminescentes para aplicação como sondas moleculares no meio biológico. Os complexos preparados até o momento apresentam estabilidade no pH fisiológico, emissão intensa no visível com deslocamentos de Stokes significativos e tempo de vida de emissão longo que permite o monitoramento de biomoléculas em tempo real. Por exemplo, o complexo cis-[Ru (phen)2(3,4-Apy)2]2+, 3,4-aminopiridina é absorvido por células neuronais (Neuro2A, PC12, SH-S5Y5) com acúmulo na região citoplasmática sem toxicidade aparente. A emissão desta sonda no vermelho permite o monitoramento do processo de agregação de proteínas amiloides (beta-amiloide e insulina) pela alteração nas respostas luminescentes. Estudos recentes de interação com fosfolipídios carregados negativamente têm demonstrado que esta sonda luminescente é bastante sensível também ao ambiente lipídico. As membranas biológicas são entidades carregadas eletrostaticamente e coexistem com soluções eletrolíticas. Por isso as interações com íons e/ou moléculas também carregadas podem influenciar vários processos fisiológicos. Vale destacar que as alterações na esfera de coordenação e no estado de oxidação do centro metálico podem alterar tanto as propriedades fotofísicas da sonda como suas interações com biomoléculas. Estes resultados nos motivaram a (1) sintetizar e caracterizar a sonda luminescente cis-[Ru(phen)2(4ImAC)]+, (RuImAC), ImAC= 4-imidazol ácido carboxílico; (2) explorar como as alterações na esfera de coordenação e estado de oxidação alteram as propriedades fotofísicas da sonda. A sonda luminescente RuImAC é similar em termos de tamanho com a RuApy mas difere em carga, e não contribui para a ligação hidrogênio podendo assim pode apresentar diferenças significativas nas interações com os fosfolipídios. Isto nos leva também a (3) determinar como estas alterações na estrutura do complexo afetam as interações sonda luminescente-membrana lipídica (LUVs, GUVs) e a integridade da membrana lipídica. Para estes estudos, exploraremos os efeitos dos fosfolipídios zwitteriônicos (POPC), bem como dos fosfolipídios carregados negativamente (DOPG) e se possível com componentes adicionais da membrana, como gangliosídeos e colesterol. Os estudos envolvem espectroscopia de luminescência (estado estacionário e resolvida no tempo) e microscopia por imagem fluorescente. Com o avanço dos estudos pretende-se futuramente expandiras investigações para técnicas de reflexão no infravermelho com polarização modulada (PM-IRRAS) aplicado as monocamadas de Langmuir, além da calorimetria de titulação isotérmica (ITC). Os estudos estão propostos neste projeto estão inseridos no projeto regular FAPESP (2019/21143-0) da professora Rose Maria Carlos. (AU)