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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.43.2014.tde-27012015-101128
Document
Author
Full name
Gustavo Scanavachi Moreira Campos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Itri, Rosangela (President)
Barbosa, Leandro Ramos Souza
Ciancaglini, Pietro
Title in Portuguese
Bioestimulação da proteína de membrana Na,K-ATPase por laser de baixa intensidade: atividade e propriedades estruturais
Keywords in Portuguese
Biofísica
Física
Física da matéria condensada
Laser de estado sólido
Proteínas da membrana
Abstract in Portuguese
A Na, K-ATPase é uma proteína que realiza o transporte ativo de cátions, se encontra na membrana plasmática de praticamente todas células animais e é formada por três subunidades: (110 kDa), (50 kDa) e (10 kDa). Neste trabalho, realizou-se a extração da proteína Na,K-ATPase de rim de coelho que foi preparada em 3 diferentes condições (i) fração de membrana rica em Na,K-ATPase; (ii) solubilizada e purificada em C12E8 e (iii) reconstituída em DPPC: DPPE lipossomo (1:1 lipídio:lipídio, 1:3 lipídio:proteína). Através de medidas de Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Espectroscopia de Absorção (ABS) e Espalhamento de Raio-X a Baixos Ângulos (SAXS), associadas à medidas de atividade enzimática, constatou-se que a amostra de Na,K-ATPase solubilizada e purificada em C12E8 é constituida por diferentes agregados/oligômeros em solução. Com o intuito de eliminar os grandes agregados/oligômeros da amostra realizou-se a filtração (poro de 220 nm) e a adição do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS) e ambos procedimentos foram capazes de eliminar as populações de grandes agregados e/ou grandes oligômeros. A retirada destas populações pelo filtro promoveu um aumento de atividade específica da enzima. Já o SDS deve promover alterações conformacionais na estrutura da proteína que causam a inativação da mesma. Investigou-se variações de atividade da Na, K-ATPase através da irradiação da proteína presente em fração de membrana e reconstituída em lipossomo por meio de três lasers de baixa intensidade com comprimentos de onda diferentes: = 532 nm (5 mW), = 650 nm (50 mW) e = 780 nm (50 mW). Demonstrou-se que a variação da atividade enzimática depende do valor de dose de energia depositada, independe do comprimento de onda estudado neste intervalo e retorna para o nível basal após 6 horas.
Title in English
Biostimulation of the membrane protein Na, K-ATPase by low intensity laser: activity and structural properties
Keywords in English
Biophysics
Condensed matter physics
Membrane Proteins
Physics
Solid state laser
Abstract in English
The Na, K-ATPase is an active cation transporter protein, which is found in the plasma membrane of virtually all animal cells and it is comprised of three subunits: (110 kDa), (50 kDa) and (10 kDa). In this work, we performed the extraction of protein Na, K-ATPase from the kidney of adult rabbit for three different enzyme preparations (i) membrane-bound fraction; (ii) C12E8 solubilized and purified and (iii) reconstituted in DPPC: DPPE liposome (1: 1 - lipid: lipid, 1:3 - lipid:protein). Dynamic Light Scattering (DLS), Absorption Spectroscopy (ABS) and Small Angle X-ray Scattering (SAXS) were employed, associated with enzyme activity measurements. The results revealed that Na, K-ATPase C12E8-solubilized and purified is composed by different aggregates/oligomers. With the aim of eliminating large aggregates/oligomers from the protein sample, filtration (pore size 220 nm) and surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) addition were used. Both procedures were able to eliminate populations composed of large aggregates and/or large oligomers. The removal of these populations by the filter promoted an increase in the specific activity of the enzyme. On the other hand, SDS must promote conformational changes in the protein structure that inactivate thereof. Finally, here we also investigated variations of Na, K-ATPase activity present in the membrane-bound fraction and reconstituted in liposome under irradiation of three low-intensity lasers with different wavelengths: = 532 nm (5mW), = 650 nm (50 mW) and = 780 nm (50 mW). The results give support to the conclusion that the change in the enzymatic activity depends upon the amount of energy dose deposited, it is independent of the wavelength in the studied range and returns to the basal level after 6 hours.
 
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Publishing Date
2015-03-17
 
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