Effect of salt type on PEGylated lysozyme adsorption in hydrophobic interaction chromatography: a calorimetric study

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Ana Isabel da Silva
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/5552
Resumo: A utilização terapêutica de péptidos e proteínas tem adquirido cada vez mais importância nos últimos anos. No entanto, a administração destas macromoléculas, pela sua natureza biológica, acarretam alguns problemas, como a suscetibilidade para a degradação enzimática, pouco tempo de circulação e baixa solubilidade e imunogenicidade, o que leva a uma redução na eficácia terapêutica. Uma maneira de ultrapassar este problema é ligar moléculas de polietileno-glicol (PEG) de modo covalente a proteínas terapêuticas. Este processo, denominado PEGuilação, normalmente resulta numa população de espécies de conjugados, além da proteína não modificada. As espécies combinadas podem diferir em termos do número de cadeias de PEG ligadas e da sua localização, o que influencia todo o processo de purificação. Várias técnicas cromatográficas foram utilizadas para resolver as misturas resultantes de reações de PEGuilação, tais como a cromatografia de exclusão molecular e a cromatografia de troca iónica. Comparativamente, pouco trabalho tem sido feito com a cromatografia de interação hidrofóbica. Durante as últimas décadas esta técnica tem sido desenvolvida por um certo número de investigadores e, é hoje considerada muito poderosa para a separação e purificação de biomoléculas. Um estudo mostra inversão na ordem de eluição das isoformas de lisozima PEGuilada, dependendo do tipo de sal usado como modulador (sulfato de amónio ou cloreto de sódio). Apesar de o cloreto de sódio apresentar melhores resultados, o mecanismo de separação ainda é desconhecido. A análise termodinâmica dos processos de adsorção através da Microcalorimetria de Fluxo (FMC) tem vindo a ser utilizada para obter uma melhor compreensão das forças motrizes, dos mecanismos e das cinéticas envolvidas no processo de adsorção de biomoléculas em diferentes sistemas cromatográficos. Por isso, neste trabalho, usando o FMC como técnica central, pretende-se compreender o efeito do tipo de sal no mecanismo de adsorção da lisozima (PEGuilada e nativa) sobre um suporte cromatográfico de interação hidrofóbica (Toyopearl Butyl–600M). A lisozima foi PEGuilada com mPEG-ALD (20 kDa), mostrando a lisozima PEGuilada em função do tipo de sal, diferentes perfis de adsorção comparativamente com a sua forma nativa.
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spelling Effect of salt type on PEGylated lysozyme adsorption in hydrophobic interaction chromatography: a calorimetric studyAdsorçãoCloreto de SódioCromatografia de Interação HidrofóbicaLisozimaMicrocalorimetria de FluxoPeguilaçãoSulfato de AmónioDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaA utilização terapêutica de péptidos e proteínas tem adquirido cada vez mais importância nos últimos anos. No entanto, a administração destas macromoléculas, pela sua natureza biológica, acarretam alguns problemas, como a suscetibilidade para a degradação enzimática, pouco tempo de circulação e baixa solubilidade e imunogenicidade, o que leva a uma redução na eficácia terapêutica. Uma maneira de ultrapassar este problema é ligar moléculas de polietileno-glicol (PEG) de modo covalente a proteínas terapêuticas. Este processo, denominado PEGuilação, normalmente resulta numa população de espécies de conjugados, além da proteína não modificada. As espécies combinadas podem diferir em termos do número de cadeias de PEG ligadas e da sua localização, o que influencia todo o processo de purificação. Várias técnicas cromatográficas foram utilizadas para resolver as misturas resultantes de reações de PEGuilação, tais como a cromatografia de exclusão molecular e a cromatografia de troca iónica. Comparativamente, pouco trabalho tem sido feito com a cromatografia de interação hidrofóbica. Durante as últimas décadas esta técnica tem sido desenvolvida por um certo número de investigadores e, é hoje considerada muito poderosa para a separação e purificação de biomoléculas. Um estudo mostra inversão na ordem de eluição das isoformas de lisozima PEGuilada, dependendo do tipo de sal usado como modulador (sulfato de amónio ou cloreto de sódio). Apesar de o cloreto de sódio apresentar melhores resultados, o mecanismo de separação ainda é desconhecido. A análise termodinâmica dos processos de adsorção através da Microcalorimetria de Fluxo (FMC) tem vindo a ser utilizada para obter uma melhor compreensão das forças motrizes, dos mecanismos e das cinéticas envolvidas no processo de adsorção de biomoléculas em diferentes sistemas cromatográficos. Por isso, neste trabalho, usando o FMC como técnica central, pretende-se compreender o efeito do tipo de sal no mecanismo de adsorção da lisozima (PEGuilada e nativa) sobre um suporte cromatográfico de interação hidrofóbica (Toyopearl Butyl–600M). A lisozima foi PEGuilada com mPEG-ALD (20 kDa), mostrando a lisozima PEGuilada em função do tipo de sal, diferentes perfis de adsorção comparativamente com a sua forma nativa.The therapeutic use of peptides and proteins has gained increasing importance in the recent years. However, the administration of these macromolecules, due to their biological nature has some problems, such as susceptibility to enzymatic degradation, a low circulation time and a low solubility and immunogenicity, which diminish the therapeutic efficiency. One way to overcome this problem is to covalently bind molecules of polyethylene glycol (PEG) to the therapeutic proteins. This process, called PEGylation, usually results in a population of conjugated species in addition to the residual unmodified protein. The combined species may differ in terms of the number of attached PEG chains and its location, influencing the whole purification process. Several chromatographic techniques have been used to resolve mixtures resulting from PEGylation reactions such as size exclusion chromatography, and ion exchange chromatography. Comparatively little work has been done with hydrophobic interaction chromatography. During the last decades this technique has been developed by a number of researchers and is considered today quite powerful for the separation and purification of biomolecules. A study shows an inversion of lysozyme isoforms PEGylated elution order, depending on the type of salt used as modulator (ammonium sulfate or sodium chloride). Although, sodium chloride presented better results, the separation mechanism is still unknown. Flow Microcalorimetry (FMC) has proven its ability to provide an improved understanding of the driving forces, mechanisms and kinetics involved in the adsorption process of biomolecules onto several chromatographic systems. Thus, using FMC as a central technique, this study aims to evaluate the effect of salt type on the binding mechanism of native and PEGylated lysozyme adsorption onto a HIC resin (Toyopearl Butyl–600M). In this work, the lysozyme was PEGylated with mPEG-ALD (20 kDa). PEGylated lysozyme showed a different adsorption profile compared to the native form and each salt seemed to have a different effect on the PEGylated isoforms adsorption.Cabral, Ana Cristina Mendes DiasuBibliorumGonçalves, Ana Isabel da Silva2018-07-31T14:39:56Z2014-11-192014-10-32014-11-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.6/5552TID:201327520porinfo: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:RCAAP2023-12-15T09:43:34Zoai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/5552Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:46:26.401397Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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