Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vieira, Sara Filipa Fontoura
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/72802
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)
id RCAP_bcdb6a711b861b09118b3275be030559
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/72802
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applicationsCodfishSarcoplasmic proteinsExtractionPhysico-chemical characterizationSpin coaterMembranesBacalhauProteínas sarcoplasmáticasExtraçãoCaracterização físico-químicaMembranasCiências Médicas::Biotecnologia MédicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)In 2014, fish captures and aquaculture supplied ca. 167 million tonnes of fish, of which about 87% were used for human food and 10% was destined for fishmeal and fish oil. The remain 3% is waste that can be used as raw material for direct feeding in aquaculture. Fish sarcoplasmic proteins (FSP) are soluble in water. Large quantities of those proteins are discarded as part of the waste water resulting from fish surimi preparation. FSP constitutes around 25-30% of the total fish muscle protein. FSP comprise heme proteins and enzymes, which are associated with the energy-producing metabolism of the muscle. Herein, FSP from codfish (Gadus morhua) were isolated, resulting in FSP extracts. Both FSP extracts and membranes were physicochemically characterized and their cytocompatibility with human lung fibroblasts (MRC-5 cell line) was also evaluated. By SDS-PAGE, it was possible to define the composition of FSP extracts. From the differential scanning calorimetry (DSC) thermograms, it was possible to define that FSP denature at 44.12 ± 2.34˚C. By circular dichroism (CD) spectroscopy, it was possible to defined that the secondary structure of FSP is mainly composed by α-helix structures. For concentrations lower than 10 mg/mL, no cytotoxicity was observed over 72h of culture. Further on, the FSP extracts were processed into FSP membranes by the spin coating. FSP membranes shown an uniform surface when analyzed by scanning electron microscopy. By CD spectrum, it was verified an increase in the amount of α-helix structures. The FSP membranes were more stable than the FSP extracts, since the denaturation temperature was higher as determined by DSC. FSP membranes were hydrophobic, with a surface zeta potential of -33.4 mV, showing distinctive mechanical properties, with a stiffness of 16.57 ± 3.95 MPa and a yield strength of 23.85 ± 5.97 MPa. Human fibroblasts cultured in direct contact with FSP membranes demonstrate their cytocompatibility until 48h. Based on these results, FSP can be considered a potential biomaterial recovered from the waste water of fish, constituting a pool of enzymes that has potential interest for wound healing applications.Em 2014, a captura de peixes e a aquacultura forneceram aproximadamente 167 milhões de toneladas de peixe, das quais 87% foram para consumo humano e 10% destinado a farinhas e óleos de peixes. Os restantes 3% são considerados desperdício, que podem ser utilizados como alimento direto na aquacultura. As proteínas sarcoplasmáticas de peixe são solúveis em água, pelo que grandes quantidades são descartadas juntamente com a água desperdiçada durante a preparação das delícias do mar. As proteínas sarcoplasmáticas constituem cerca de 25-30% das proteínas totais do músculo. Estas proteínas são compostas por proteínas heme e enzimas, que estão associadas com a produção de energia no músculo. Assim, as proteínas sarcoplasmáticas do bacalhau (Gadus morhua) foram isoladas, dando origem a extratos de proteínas sarcoplasmáticas. Tanto os extratos como as membranas foram caracterizados física e quimicamente e a sua citocompatibilidade foi avaliada com fibroblastos do pulmão humano (linha celular MRC-5). Pelo SDS-GE foi possível definir a composição dos extratos das proteínas sarcoplasmáticas. Pelo termograma da calorimetria diferencial de varrimento (DSC) foi possível definir que os extratos desnaturam a 44.12 ± 2.34˚C. Pela dicroísmo circular (CD) verificou-se que a estrutura secundária dos extratos era composta maioritariamente por estruturas α-hélices. Os extratos não apresentaram citotoxicidade para concentrações inferiores a 10 mg/mL durante 72h de cultura. Neste sentido, os extratos foram processados em membranas por spin coating. As membranas compostas por proteínas sarcoplasmáticas foram analisadas através de microscopia eletrónica de varrimento, verificando-se que a superfície era uniforme. Pela análise do espectro de CD, notou-se um aumento na quantidade de estruturas α-hélices. As membranas foram mais estáveis que os extratos, uma vez que temperatura de desnaturação foi superior, como determinado pelo DSC. As membranas foram hidrofóbicas, com uma carga de superfície de -33.4 mV. Por outro lado, apresentaram propriedades mecânicas distintivas, com uma rigidez de 16.57 ± 3.95 MPa e uma tensão de cedência de 23.85 ± 5.97 MPa. Os fibroblastos de pulmão humano cultivados em contacto direto com as membranas demostraram citocompatibilidade até 48h. Com base nestes resultados, as proteínas sarcoplasmáticas de peixe, constituídas maioritariamente por enzimas, podem ser consideradas um potencial biomaterial recuperado das águas residuais dos peixes, com um potencial de interesse para cicatrização de feridas.Neves, N. M.Martins, AlbinoUniversidade do MinhoVieira, Sara Filipa Fontoura20162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/72802eng202627802info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:17:54Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/72802Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:10:36.591779Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
title Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
spellingShingle Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
Vieira, Sara Filipa Fontoura
Codfish
Sarcoplasmic proteins
Extraction
Physico-chemical characterization
Spin coater
Membranes
Bacalhau
Proteínas sarcoplasmáticas
Extração
Caracterização físico-química
Membranas
Ciências Médicas::Biotecnologia Médica
title_short Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
title_full Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
title_fullStr Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
title_full_unstemmed Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
title_sort Fish sarcoplasmic proteins as biomaterial for biomedical applications
author Vieira, Sara Filipa Fontoura
author_facet Vieira, Sara Filipa Fontoura
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Neves, N. M.
Martins, Albino
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Vieira, Sara Filipa Fontoura
dc.subject.por.fl_str_mv Codfish
Sarcoplasmic proteins
Extraction
Physico-chemical characterization
Spin coater
Membranes
Bacalhau
Proteínas sarcoplasmáticas
Extração
Caracterização físico-química
Membranas
Ciências Médicas::Biotecnologia Médica
topic Codfish
Sarcoplasmic proteins
Extraction
Physico-chemical characterization
Spin coater
Membranes
Bacalhau
Proteínas sarcoplasmáticas
Extração
Caracterização físico-química
Membranas
Ciências Médicas::Biotecnologia Médica
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2016-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/72802
url http://hdl.handle.net/1822/72802
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv 202627802
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132535944380416

Registros relacionados