Interação entre β-caroteno e lisozima determinada por espectroscopia de fluorescência e ressonância plasmônica de superfície: comparação termodinâmica e análise cinética
Authors:   , Magalhães Otávio Fernandes 
Published: September 2022

Interação entre β-caroteno e lisozima determinada por espectroscopia de fluorescência e ressonância plasmônica de superfície: comparação termodinâmica e análise cinética. Orientadora: Ana Clarissa dos Santos Pires. O β-caroteno (βCAR) é um carotenoide precursor da vitamina A, com poderosa capacidade antioxidante. Além disso, esse carotenoide fornece proteção ao organismo humano de doenças como carcinoma, arteriosclerose, cataratas e úlcera. Entretanto, a sua baixa solubilidade aquosa, sua instabilidade à luz e à elevada temperatura e a baixa biodisponibilidade limitam o seu uso pelas indústrias alimentícias. Uma alternativa para superar essas limitações é o carreamento e proteção do βCAR ao formar complexo com a lisozima (LYS), que apresenta capacidade de carrear moléculas hidrofóbicas. Logo, este trabalho objetivou estudar a interação LYS-βCAR, em diferentes temperaturas e pH 7,4 por meio das técnicas de espectroscopia de fluorescência (FS) e ressonância plasmônica de superfície (SPR). Os resultados encontrados pela técnica de FS indicaram que a formação do complexo LIS-βCAR ocorreu com um coeficiente estequiométrico de 1:1, constante de ligação (K b ) na ordem de 10 5 L mol-¹ , dirigida pelo aumento da entropia do sistema e mantida por interações hidrofóbicas devido os valores positivos de ΔH° e TΔS°. Os valores de ΔG° foram negativos e reduziram com o aumento da temperatura, indicando que no equilíbrio químico LYS + βCAR ⇋ LYS-βCAR o complexo predominou em relação as espécies químicas livres, e a estabilidade do complexo LYS-βCAR foi aumentou ligeiramente com o aumento da temperatura. Os valores de K b encontrados pela técnica de SPR foram da ordem de 10 3 L mol-¹ , ou seja, menor que os encontrados por FS, indicando que o βCAR interage próximos aos Trp62 e Trp108 com constante de ligação maior que ao interagir nos demais sítios da LYS. A análise de SPR também mostrou que os valores de ΔG° foram negativos e com processo de formação do complexo LYS-βCAR entropicamente dirigido. A formação e a dissociação do complexo LYS-βCAR ocorreu em várias etapas, já que as constantes de associação (k a ) e dissociação (k d ) tiveram um comportamento polinomial de segundo grau (R 2 = 0,989 e R 2 = 0,997, respectivamente) com o aumento da temperatura. A formação do complexo intermediário a partir da associação entre as moléculas livres requereu valores de energia de ativação superiores aos necessários para formar o complexo intermediário a partir da dissociação do complexo termodinamicamente estável em todas as temperaturas estudadas. Os demais parâmetros energéticos para associação das moléculas livres e para a dissociação do complexo termodinamicamente estável foram dependente da temperatura, sendo os valores de ΔG ‡ a , ΔG ‡ d , ΔH ‡ a, positivos para todas as temperaturas estudadas. Entre 12 e 20 °C os valores de TΔS ‡ a e ΔH ‡ d foram negativos e entre 24 e 28 °C os valores de TΔS ‡ a e ΔH ‡ d foram positivos, já os valores de TΔS ‡ d foram negativos para todas as temperaturas estudadas. Assim, este estudo obteve os parâmetros termodinâmicos e cinéticos de formação do complexo LYS-βCAR, possibilitando um melhor entendimento de como a LYS pode ser utilizada para proteger e carrear o βCAR, melhorando o uso desse carotenoide pelas indústrias alimentícias e relacionadas. Palavras-chave: β-caroteno. Lisozima. Formação de complexo. Espectroscopia de fluorescência. Ressonância plasmônica de superfície.