Μελέτη των αλληλεπιδράσεων της αλβουμίνης ορού βοοειδούς με κατιοντικούς πολυηλεκτρολύτες σε φυσιολογικές συνθήκες

• Main Author: Ασημακόπουλος, Θεοφάνης
• Other Authors: Στάϊκος, Γεώργιος
• Format: Thesis
• Language: Greek
• Published: 2013
• Subjects: Πρωτεΐνες; Πολυηλεκτρολύτες; Proteins; Polyelectrolytes; 547.704 57

Η μελέτη αυτή αφορά το σχεδιασμό των μιγμάτων πρωτεΐνης/πολυηλεκτρολύτη και τις αλληλεπιδράσεις τους σε φυσιολογικές συνθήκες. Η παρακάτω έρευνα περιλαμβάνει σύμπλοκα αλβουμίνης ορού βοοειδούς (BSA) με ένα σύνολο κατιονικών ομοπολυμερών και συμπολυμερών πολύ (3-μεθακρυλαμιδο-προπυλο- τριμεθυλαμμωνιο-χλωριδιο) -co- (Ν, Ν-διμεθυλακρυλαμίδιο), με διαφορετικό μοριακό βάρος και σύσταση σε ομάδες πολυ (Ν, Ν- διμεθυλακρυλαμιδίου) (PDMAM). Μετρήσεις UV-VIS φασματομετρίας, η σκέδαση φωτός και ζ-δυναμικό συμμετείχαν στο χαρακτηρισμό των συσσωματωμάτων ως μία συνάρτηση της αναλογίας φορτίου r +/- , του pΗ και της ιοντικής ισχύος. Τα αποτελέσματα έδειξαν το σχηματισμό αντίθετων φορτισμένων συμπλόκων, σε pΗ υψηλότερο από 4.9, το ισοηλεκτρικό σημείο της BSA. Τέτοια σωματίδια βρέθηκαν να εξαρτώνται από την πυκνότητα φορτίου της επιφάνειας της πρωτεΐνης η οποία επηρεάζει σημαντικά τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις. Ως αποτέλεσμα, για ένα ομοπολυμερές PMAPTAC ο σχηματισμός αδιάλυτων συμπλοκών ευνοείται για υψηλές τιμές pΗ, όπου η πυκνότητα επιφανειακού φορτίου της πρωτεΐνης είναι μέγιστη. Αντίθετα, αύξηση της ιοντικής ισχύος οδηγεί σε καταστολή των απώσεων μακράς εμβέλειας μεταξύ των αρνητικά φορτισμένων περιοχών του πολυηλεκτρολύτη και της πρωτεΐνης, εξαιτίας τοπικών ηλεκτροστατικών επιδράσεων. Οι διαφορές στο σχηματισμό συμπλόκου επιβεβαιώθηκαν με σύγκριση δύο PMAPTAC ομοπολυμερών με διαφορετικά μοριακά βάρη σε σταθερό pΗ. Αυτά τα συσσωματώματα έδειξαν διαφορές στο μέγεθος και τις επιφανειακές ιδιότητες οδηγούμενες από την πυκνότητα φορτίου του πολυηλεκτρολύτη. Έτσι, τα μεγαλύτερα σωματίδια ελήφθησαν από το πολυκατιόν με υψηλότερο μοριακό βάρος σε pΗ 7,40. Ακόμα, ο ρυθμός κατανάλωσης της BSA για το σχηματισμό συμπλόκου με τον πολυηλεκτρολύτη ήταν παρόμοιος για όλες τις περιπτώσεις διαφορετικού pH δίνοντας έτσι το γεγονός ότι η καταβύθιση της BSA είναι ανεξάρτητη του pH. Η προσθήκη ουδέτερα υδρόφιλου PDMAM επεκτείνει το πιθανό μηχανισμό συμπλοκοποίησης. Με τη σύγκριση μιας σειράς από συμπολυμερή που φέρουν διαφορετικό αριθμό των υδρόφιλων ομάδων DMAM, μόνο διαλυτά σύμπλοκα πολυηλεκτρολύτη / πρωτεΐνης σχηματίζονται με υδροδυναμικά μεγέθη <50 nm. Η συμπεριφορά αυτή έχει αποδοθεί στην παρουσία των υδρόφιλων μονάδων DMAM που απλά δρα ως προστατευτικό εξωτερικό κέλυφος των συσσωματωμάτων εμποδίζοντας περαιτέρω συσσωμάτωση. Συνεπώς, από τα σύμπλοκα που σχηματίζονται από το συμπολυμερές με την διαφορετική περιεκτικότητα DMAM, ισχυρότερη προτίμηση ένωσης με την πρωτεΐνη έδειξε το συμπολυμερές με τη χαμηλότερη περιεκτικότητα DMAM. Αυτό δείχνει τη σημασία των υδρόφιλων ομάδων οι οποίες παρεμποδίζουν στερεοχημικά την πρόσβαση ή έκθεση των ιόντων στην επιφάνεια του συμπλόκου. Ακόμα, το υδρόφιλο εξωτερικό κέλυφος είναι είτε μικρότερο, είτε λιγότερο πυκνό, γεγονός που επιτρέπει την αναδιάταξη των σωματιδίων έτσι ώστε περισσότερα φορτία να είναι παρών στην επιφάνεια του 4 συσσωματώματος που μπορεί περαιτέρω να αλληλεπιδρούν με το κατιονικό πολυηλεκτρολύτη. Έτσι, το σύστημα που παρουσιάζεται εδώ δίνει μία εις βάθος μελέτη των πιθανών μηχανισμών των αλληλεπιδράσεων πολυηλεκτρολύτη με πρωτεΐνες. Επιπλέον, ο σχηματισμός συμπλοκών μικρής κλίμακας σταθερών σε υδατικό διάλυμα επιτεύχθηκε με ρύθμιση παραμέτρων, όπως το μοριακό βάρος, η αναλογία φορτίου και της ισορροπίας υδρόφιλου / υδρόφοβου. Επιπρόσθετα, τα συστήματα ήταν σε συμφωνία με περιβαλλοντικές συνθήκες όπως το pΗ και την ιοντική ισχύ. Τέτοια σωματίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παροχή φαρμάκου με καλή σταθερότητα σε φυσιολογικές συνθήκες που μπορεί να οδηγηθεί μέσω της ροής του αίματος. Επιπλέον, η ευαισθησία στο pΗ των συστημάτων αυτών τα καθιστά εξαιρετικούς υποψηφίους για θεραπεία του καρκίνου, όπου οι διαφορές στο pH μεταξύ καρκινικών και φυσιολογικών κυττάρων μπορούν να δώσουν ιδέες για απελευθέρωση στοχευόμενου φαρμάκου.