Efeitos do congelamento e de crioprotetores na interação entre proteína modelo Gink e Atp por calorimetria de titulação isotérmica

Abstract

Resumo: O congelamento é uma técnica de conservação empregada em alimentos. Este processo tem como finalidade a redução da velocidade de reações bioquímicas, microbiológicas e de oxidação nos produtos. Os efeitos negativos desta técnica estão relacionados às modificações nas propriedades sensoriais e de textura dos alimentos, como consequência da formação de cristais de água (gelo). Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de ciclos de congelamento e dos crioprotetores ácido lactobiônico (ALB) e glicerol na estrutura da proteína GlnK por meio da sua interação com a adenosina trifosfato (ATP) avaliado por calorimetria de titulação isotérmica (ITC). A GlnK de Herbaspirillum seropedicae, foi purificada por cromatografia FPLC e quantificada por espectrofotometria. O processo de purificação da Glnk se mostrou adequado para as análises de ITC. Os ensaios de ITC revelaram que o congelamento alterou a interação entre as amostras de proteína e o ATP, o que pôde ser observado devido alterações na entalpia de interação e na saturação. O glicerol 10% não apresentou atividade crioprotetora, diferente do observado para amostras com ALB. Nas amostras com ALB não foram observas alterações nas entalpias de interação e na saturação dos sistemas GlnK-ATP decorrentes dos ciclos de congelamento. Portanto, este trabalho comprova a adequação da calorimetria de titulação isotérmica (ITC) na avaliação dos danos estruturais de sistema proteicos submetidos ao congelamento, bem como demonstrou o efeito crioprotetor do ALB, como descrito na literatura.

Abstract: Freezing is a common technique used in food preservation. This process aims to reduce the biochemical, microbiological and oxidation reactions rate in the products. The negative effects of this technique are related to changes in sensory and textural properties of foods, as a consequence of water crystal formation (ice). This study aimed to evaluate the effects of freezing process and of the cryoprotectants lactobionic acid (ALB) and glycerol on the structure of the GlnK protein through its interaction with the ATP by isothermal titration calorimetry (ITC). The GlnK from Herbaspirillum seropedicae was purified by FPLC chromatography and quantified by spectrophotometry. The purification process of Glnk was adequated for the analysis of ITC. ITC assays revealed that freezing modified the interactions between protein samples and ATP, which was observed in changes in interaction enthalpy and saturation. Glycerol 10% presented no cryoprotective activity, different from observed for samples with ALB. ALB samples presented no changes in interaction enthalpy and saturation of GlnK-ATP systems subjected to freezing cycles. Therefore, this paper proves the suitability of isothermal titration calorimetry (ITC) in the assessment of structural damage in protein systems subjected to freezing and showed the effect of ALB as a cryoprotectant, as indicated in the literature.