Design de regras para o encapsulamento de proteínas no interior de micelas de núcleo coacervado (C3M)

Resumo

No interior das células, as funções das proteínas e outras biomoléculas dependem não apenas de suas características intrínsecas, como também das propriedades do ambiente em que se encontram, como viscosidade, teor de água e outros fenômenos relacionados. No entanto, é curioso que as biomoléculas permaneçam estáveis e ativas dentro da célula, mas que fora desse ambiente, normalmente precisam de condições especiais para garantir sua funcionalidade (geralmente realizadas em soluções diluídas, minimizando interações inespecíficas, para manter a atividade enzimática). Nesse sentido, um dos nossos principais desafios é entender os efeitos relacionados à estabilização de enzimas e conseguir obter um sistema que mimetize tais condições intracelulares. A fase coacervado é formada por um grande conteúdo de água (tipicamente, 65-85%), alguns íons simples, assim como polieletrólitos, os quais mimetizam muito bem o ambiente intracelular. Os coacervados podem ser confinados em um domínio nanométrico se um dos componentes do coacervato for constituído por um copolímero dibloco contendo um dos blocos carregados. A estratégia de usar C3Ms para encapsulamento de proteínas tem grande relevância tanto em termos de estabilidade quanto de atividade da proteína em solução. Assim, o objetivo principal deste projeto é investigar o efeito do comprimento do polieletrólito e do bloco neutro, do pH, da força iônica e da distribuição da carga na superfície da proteína na eficiência de encapsulação de proteínas dentro dos C3Ms. Os sistemas serão caracterizados utilizando principalmente técnicas de espalhamento de luz (LS) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Nesse sentido, o entendimento desses detalhes permitirá a determinação das regras gerais para o encapsulamento de biomoléculas em agregados nanométricos. Assim, embora este projeto busque respostas para questões fundamentais, nossos resultados oferecerão ferramentas preditivas fundamentais para projetar estratégias de encapsulamento de maneira eficaz para novos estrturas. A experiência e conhecimento do grupo da Professora Sarah Perry da Universidade de Massachusetts Amherst guiará para encapsular proteínas e definir essas regras. (AU)