Influência da viscosidade e íons de Hofmeister na interação DNAnanoporo unitário da alfatoxina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: AGUIAR, Juliana Pereira de
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17459
Resumo: O nanoporo protéico unitário formado pela alfatoxina de Staphylococcus aureus pode ser empregado como elemento de reconhecimento molecular no desenvolvimento de biossensores, espectrômetro de massas e seqüenciadores de DNA. Genericamente o processo de reconhecimento molecular ocorre com a interação analito-nanoporo devido à entrada ou permeação de moléculas unitárias no lume aquoso do nanoporo. A presença de uma molécula do analito no interior do nanoporo provoca alterações discretizadas na corrente iônica. A análise da série temporal funciona como “impressão digital” da molécula ocupante ou permeante do nanoporo. A altíssima velocidade de translocação do DNA através do nanoporo ainda é uma dificuldade para o sequenciamento preciso e confiável destas moléculas. Neste trabalho avaliou-se como o aumento da viscosidade e a presença de íons da série de Hofmeister no meio aquoso influenciam na interação DNA-nanoporo, visando encontrar as condições adequadas que favoreçam a detecção diferencial de cada uma das bases nucleotídicas. A confecção da bicamada lipídica plana e a inserção do nanoporo unitário na membrana, bem como os registros de correntes iônicas através dos poros foram obtidas em condições de fixação de voltagem. Todos os experimentos foram realizados a 25OC. Na solução banhante do nanoporo utilizou-se alguns ânions da família VIIA, juntamente com o K+, e alguns dos cátions da família IA juntamente com o Cl-, todos na concentração de 4M e em pH 7,5. A interação do ssDNA (50b-poliA) foi detectada pelo nanoporo através de bloqueios na corrente iônica. As constantes cinéticas de interação ssDNA-nanoporo foram determinadas da análise de pelo menos um milhão de bloqueios de corrente. A adição de glicerol no meio aquoso do nanoporo diminuiu significativamente a condutância do nanoporo e condutividade da solução dos íons de Hofmeister. Por outro lado aumentou a viscosidade das soluções dos íons de Hofmeister, principalmente no caso do fluoreto de potássio. O fluoreto de potássio aumentou em aproximadamente 15%, o tempo de residência do ssDNA no nanoporo. Deste modo o aumento na viscosidade juntamente com os íons de Hofmeister, especificamente o fluoreto de potássio, aumenta a sensibilidade do nanoporo, porém ainda não o suficiente para discriminação adequada das bases nucleotídicas.
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spelling AGUIAR, Juliana Pereira deRODRIGUES, Cláudio Gabriel2016-07-18T19:40:05Z2016-07-18T19:40:05Z2014-07-24https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17459O nanoporo protéico unitário formado pela alfatoxina de Staphylococcus aureus pode ser empregado como elemento de reconhecimento molecular no desenvolvimento de biossensores, espectrômetro de massas e seqüenciadores de DNA. Genericamente o processo de reconhecimento molecular ocorre com a interação analito-nanoporo devido à entrada ou permeação de moléculas unitárias no lume aquoso do nanoporo. A presença de uma molécula do analito no interior do nanoporo provoca alterações discretizadas na corrente iônica. A análise da série temporal funciona como “impressão digital” da molécula ocupante ou permeante do nanoporo. A altíssima velocidade de translocação do DNA através do nanoporo ainda é uma dificuldade para o sequenciamento preciso e confiável destas moléculas. Neste trabalho avaliou-se como o aumento da viscosidade e a presença de íons da série de Hofmeister no meio aquoso influenciam na interação DNA-nanoporo, visando encontrar as condições adequadas que favoreçam a detecção diferencial de cada uma das bases nucleotídicas. A confecção da bicamada lipídica plana e a inserção do nanoporo unitário na membrana, bem como os registros de correntes iônicas através dos poros foram obtidas em condições de fixação de voltagem. Todos os experimentos foram realizados a 25OC. Na solução banhante do nanoporo utilizou-se alguns ânions da família VIIA, juntamente com o K+, e alguns dos cátions da família IA juntamente com o Cl-, todos na concentração de 4M e em pH 7,5. A interação do ssDNA (50b-poliA) foi detectada pelo nanoporo através de bloqueios na corrente iônica. As constantes cinéticas de interação ssDNA-nanoporo foram determinadas da análise de pelo menos um milhão de bloqueios de corrente. A adição de glicerol no meio aquoso do nanoporo diminuiu significativamente a condutância do nanoporo e condutividade da solução dos íons de Hofmeister. Por outro lado aumentou a viscosidade das soluções dos íons de Hofmeister, principalmente no caso do fluoreto de potássio. O fluoreto de potássio aumentou em aproximadamente 15%, o tempo de residência do ssDNA no nanoporo. Deste modo o aumento na viscosidade juntamente com os íons de Hofmeister, especificamente o fluoreto de potássio, aumenta a sensibilidade do nanoporo, porém ainda não o suficiente para discriminação adequada das bases nucleotídicas.FACEPEThe single protein nanopore formed by alpha-toxin of Staphylococcus aureus may be used as molecular recognition element in the development of biosensors, mass spectrometer and DNA sequencers. Generally the process of molecular recognition occurs through analyte-nanopore interaction due to input or permeation of single molecules in the aqueous lumen of the nanopore. The presence of a molecule inner of the nanopore causes changes in the ionic current. The analysis of the time series comprises the changes discretized functions as "imprint" of the occupier or permeant molecule in nanopore. The high speed of DNA translocation through the nanopore is still a difficulty for accurate and reliable sequencing of these molecules. In this study was evaluated how the increase in viscosity and the presence of ions of the Hofmeister series in the aqueous environment influence the DNA–nanopore interaction, aiming to find better conditions that favor to detect of each nucleotides. Solventfree planar bilayer lipid membranes, with a capacitance of 40pF, were formed by the lipid monolayer apposition technique, using DPhPC in hexane. The elevated KCl concentrations considerably improve single molecule identification by unitary protein nanopores, in this study membrane-bathing solutions contained 4M halide in 5mM TRIS adjusted to pH 7.5 with citric acid. The addition of glycerol in the aqueous environment of the nanopore significantly decreased the channel conductance and conductivity of the solution of Hofmeister ions. Furthermore, the increased viscosity of solutions of the Hofmeister ions, especially in the case of potassium fluoride. The potassium fluoride was increased by approximately 15% of the residence time the ssDNA into nanopore. Thus, the increase in viscosity with Hofmeister ions, especially potassium fluoride, increases the sensitivity of the nanopore, but still not enough for adequate discrimination of nucleotide bases.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Inovacao TerapeuticaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessNanoporosBiossensoresíonsInfluência da viscosidade e íons de Hofmeister na interação DNAnanoporo unitário da alfatoxinainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALJULIANA_PEREIRA_DE_AGUIAR_DISSERTACAO_INOVACAO_TERAPEUTICA_2014.pdfJULIANA_PEREIRA_DE_AGUIAR_DISSERTACAO_INOVACAO_TERAPEUTICA_2014.pdfapplication/pdf19167646https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/17459/1/JULIANA_PEREIRA_DE_AGUIAR_DISSERTACAO_INOVACAO_TERAPEUTICA_2014.pdf36bcc47c124da48aa223839ede230d40MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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