Síntese, caracterização e avaliação de monocamadas peptídicas auto-organizadas (SAM) com marcador redox ferroceno para desenvolvimento de biossensores

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Brandão, Sarah Tolentino Rocha [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Peptídeos; Biossensores; Eletroquímica; Ferroceno; Espectroscopia de impedância
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/256875; https://orcid.org/0000-0003-1109-0868

Biossensores redox-capacitivos têm sido empregados na construção de interfaces eletroquímicas. Peptídeos marcados com espécies redox como o Fc-Glu-Ala-Ala-Cys-NH2, atuam como monocamadas sensíveis as mudanças na transferência de elétrons quando há a ligação do analito de interesse. Esse trabalho teve como objetivo a síntese, caracterização e avaliação de diferentes peptídeos contendo a espécie redox ácido 3-ferrocenilpropiônico (Fc): 1) Fc-Glu-Ser-Ser-Cys-NH2 (Pep-Ser), que possui em sua cadeia lateral grupos formadores de ligações de hidrogênio; 2) Fc-Glu-Phe-Phe-Cys-NH2 (Pep-Phe), com cadeia lateral aromática dos resíduos de Phe; e ) Fc-Glu-Gly-Gly-Cys-NH2 (Pep-Gly), que apresenta o aminoácido Gly que possui a menor cadeia lateral entre os aminoácidos. Somado a isto, diferentes compostos contendo o ferroceno foram testados: 4) peptídeos ferrocenilacetil-Glu-Gly-Gly-Cys-NH2 (Pep-Gly2) e ferrocenilcarboxil-Glu-Gly-Gly-Cys-NH2 (Pep-Gly3). As monocamadas foram construídas sob superfície de ouro (Au) e seus parâmetros eletroquímicos mensurados. A voltametria cíclica mostrou que, as monocamadas formadas possuem processos redox reversíveis, com potenciais formais na faixa de 354 a 374 mV. O peptídeo Pep-Gly apresentou maior densidade de recobrimento molecular (2,6 x 10-10 mol cm-2) e capacitância eletroquímica (270 ± 35 µF cm-2). A k_ET calculada por dois métodos, Laviron e teoria do modelo quântico, mostra valores similares, no qual Pep-Phe apresentou maior valor (22 ± 3 s-1). Quando avaliado o desempenho como biossensor na detecção da proteína NS1 do vírus da Dengue, o Pep-Gly mostrou melhores valores de sensibilidade (5,6%) e menores de LOD (1,4 n mL-1) e LOQ (2,6 ng mL-1), seguido do Pep-Phe. O Pep-Ser não apresentou resposta biossensora. A monocamada formada pelo Pep-Gly também foi integrada ao sistema CRISPR-Cas13a para a detecção de fragmentos de RNA de Sars-CoV-2, mostrando resultados promissores e respostas relativas de 10,5 % em concentrações de 50 aM, e 16,5 % em concentrações de 50 pM. No entanto, ao ser usada a enzima desativada dCas13a não foi possível obter resposta para detecção dos mesmos alvos moleculares. A caracterização eletroquímica do Pep-Gly2 e Pep-Gly3 mostrou que ambos os peptídeos não apresentam potencial para uso em interfaces sensoras, uma vez que não se mostraram estáveis, mostrando dependência da proximidade do ferroceno em relação ao arcabouço peptídico. Os resultados apresentados mostram potencial uso de peptídeos eletroativos na formação de SAM visando o desenvolvimento de diferentes biossensores.