Intermolecular interactions between supramolecular structures and molecules of interest in the food

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Rezende, Jaqueline de Paula
• Orientador(a): Pires, Ana Clarissa dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Ciência e Tecnologia de Alimentos
• Área do conhecimento CNPq: Química, Física, Físico-Química e Bioquímica dos Alim. e das Mat.-Primas Alimentares
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30194

Estruturas supramoleculares são sistemas dinâmicos em razão da capacidade de modificar sua constituição em resposta a variações do meio circundante (solvente) e/ou de fatores físicos (temperatura, pressão, campo elétrico) e/ou interação com outras moléculas. Diante da diversidade constitucional e dinamismo dessas estruturas, é possível desenvolver novas estruturas com características e propriedades funcionais de interesse para a área de alimentos. O presente trabalho foi dividido em 3 artigos científicos e teve como objetivo desenvolver três estruturas supramoleculares, uma com capacidade sensora de detecção e duas como nanocarreadoras de moléculas hidrofóbicas. No primeiro artigo, o polidiacetileno (PDA) foi utilizado no desenvolvimento de sensores para detectar a presença do antibiótico enrofloxacina (ENRO) em meio aquoso, à 30 ºC. As nanoestruturas sensoras, conhecidas como nanoblendas (NB), foram produzidas a partir da mistura de PDA, copolímeros tribloco (CT) e surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS). As NBs de PDA/CT/SDS foram capazes de detectar ENRO em uma concentração cinco vezes menor do que o limite máximo permitido pela União Europeia. O aumento da sensibilidade do nanossensor que continha SDS foi atribuído à energia liberada a partir da interação intermolecular entre ENRO e SDS, favorecendo o processo de transição colorimétrica azul-vermelho do PDA. A metodologia de superfície de resposta mostrou que tanto a concentração de ENRO quanto de SDS influenciaram na resposta colorimétrica (RC) do sensor, sendo que a RC máxima obtida foi em [ENRO] = 2 uM e [SDS] = 14,6 mM. A taxa de transição colorimétrica também foi avaliada, sendo que a NB contendo 11,6 mM de SDS gastaria apenas 22 min para atingir 40% de RC, que é facilmente visível. O segundo artigo apresentou a termodinâmica e cinética de formação do complexo lactoferrina bovina (bLF) - epigalocatequina-3-galato (EGCG) obtidas pela técnica de ressonância plasmônica de superfície (SPR). A espectroscopia de fluorescência (FS) também foi empregada para obtenção dos dados termodinâmicos. A formação do complexo bLF-EGCG termodinamicamente estável (AG°spr ≈ -29,00 kJ mol-¹, AG°fs ≈ - 26,00 kJ mol-¹) em pH = 7,0 foi impulsionada entropicamente (ΔH°spr = 14,26, ΔH°fs = 10,20 kJ mol-¹ and TΔS°spr ≈ 43,00, TΔS°fs ≈ 36,00 kJ mol-¹). Como os dados termodinâmicos das duas técnicas foram similares, sugere-se que a interação entre as biomoléculas ocorreram em regiões próximas aos triptofanos presentes na proteína. O aumento da temperatura favoreceu a estabilidade do complexo bLF-EGCG causando aumento nas constantes de associação (ka) e de dissociação (kd) do complexo. No terceiro artigo foi avaliado o efeito da estrutura química do polifenol resveratrol (RES) na interação com a albumina do soro humano (HSA). Assim, os parâmetros cinéticos e termodinâmicos de formação de complexo entre a HSA e RES e um de seus análogos (RESAn1) foram avaliados por SPR. A constante de interação (Kb) e constantes cinéticas de associação (ka) e dissociação (kd) mostraram que a interação HSA-RESAn1 (Kb(HSA-RESAn1)~3,94; X 10³L mol-¹, ka(hsa-rEsan1)~ 1,70 x 10º M-¹s-¹, kd(hsa-rEsAnt)~ 0,43 S-¹) foi mais intensa que HSA-RES (Kb (hsa-rEs)~2,60 X 10³ L mol-¹, ka(hsa-res)~ 1,20 x 10ºM-¹s-¹, kd(hsa-res) ~0,46 s-¹). A estrutura menos polar do RESAnl em relação a do RES contribui para seu acesso às regiões hidrofóbicas no interior da HSA. A formação de ambos complexos foi entropicamente dirigida (TΔSº hsa-res ~ 33,8 and TΔS° hsa-REsAn1~ 56,4 KJ mol-¹) e favorecida com o aumento da temperatura. Esse estudo mostrou que pequenas mudanças na estrutura de um bioativo pode influenciar na sua interação com a HSA. Independente da finalidade das estruturas supramoleculares, os trabalhos buscaram avaliar e compreender as interações entre as moléculas que compõe o sistema, bem como, entre o sistema e moléculas presentes no meio em que se encontram. Portanto, o objetivo desses trabalhos foi fornecer dados que contribuam para a otimização do uso e aplicação das estruturas desenvolvidas. Palavras-chave: Nanossensor ótico. Detecção de antibiótico. Termodinâmica de interação. Constantes cinéticas. Complexo ativado