Formação de dominios lipidicos em membranas modelo : efeito da dibucaina
Alexandre de Aquino Soares
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP So11f
Campinas, SP : [s.n.], 2001.
144p. : il.
Orientador : Eneida de Paula
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: Domínios lipídicos são regiões de composição diferente em uma mesma membrana, quer seja biológica ou sintética. A dinâmica destes domínios pode participar de processos bioquímicos e fisiológicos. Anestésicos locais são fármacos que agem sobre proteínas de membranas por um mecanismo ainda não...
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Resumo: Domínios lipídicos são regiões de composição diferente em uma mesma membrana, quer seja biológica ou sintética. A dinâmica destes domínios pode participar de processos bioquímicos e fisiológicos. Anestésicos locais são fármacos que agem sobre proteínas de membranas por um mecanismo ainda não totalmente conhecido, e cuja potência está fortemente correlacionada com sua hidrofobicidade. Oentre estes, a dibucaína (OSC) é um potente anestésico, com alto coeficiente de partição em favor das membranas, capaz de interferir com diversos processos fisiológicos e de reverter alguns efeitos do íon cálcio, um conhecido indutor de domínios lipídicos. Investigamos a interação da OBC com membranas e o efeito deste AL sobre domínios lipídicos naturais e induzidos por cálcio. As técnicas usadas foram Fluorescência Estática, Ressonância Paramagnética Eletrônica e Microscopia de Fluorescência. Verificamos que a oac possui um pKa de 8,4 e que deve localizar-se na altura do glicerol em membranas compostas por OOPC, o que favorece sua competição com o cálcio pelas cabeças polares de lipídios, e que a forma neutra apresenta maior afinidade pela membrana (_ = 1500) que a protonada (_ = 930). A fluorescência intrínseca da molécula foi analisada em água, em membranas e em soluções de diferentes polaridades; observamos diminuição no rendimento quântico de fluorescência da OSC, concomitante a um deslocamento para o azul nos meios mais apoiares.
Experimentos de Ressonância Paramagnética Eletrônica com marcadores de spin do tipo nitróxido em alta concentração (exibindo alargamento dos espectros devido à interação de troca de estado de spin) mostraram que a OBC reverte domínios lipídicos induzidos por cálcio e por magnésio, em sistemas ternários de OOPC: POPA: 5-MeSL. Por microscopia de fluorescência (usando sondas do tipo nitro-benzoxadiol amino, NBO) notamos diferenças evidentes no padrão de formação de domínios lipídicos entre os tratamentos controle, com cálcio, com OBC e com ambos os aditivos, tanto em vesículas unilamelares gigantes quanto em eritrócitos e ghosts de eritrócitos marcados. As diferenças entre os tratamentos foram qualitativamente consistentes para os parâmetros de análise das imagens utilizados. Vimos também aqui o antagonismo entre a OSC e o cálcio e, além disso, uma aparente capacidade da OSC em reverter domínios induzidos por proteínas de membrana. Nossos resultados sugerem que a OSC reverte a separação lateral de fases induzida por cálcio ou proteínas de membrana; esta capacidade da OSC - não'observada em outros anestésicos locais - estaria relacionada à localização preferencial da DSC próximo à cabeça polar dos fosfolipídios. Tal fenômeno pode ser relevante nos processos membranares em que a DSC reconhecidamente interfere, mediados pela alteração do padrão dos domínios lipídicos, dentre os quais a fusão celular e a própria anestesia Ver menos
Experimentos de Ressonância Paramagnética Eletrônica com marcadores de spin do tipo nitróxido em alta concentração (exibindo alargamento dos espectros devido à interação de troca de estado de spin) mostraram que a OBC reverte domínios lipídicos induzidos por cálcio e por magnésio, em sistemas ternários de OOPC: POPA: 5-MeSL. Por microscopia de fluorescência (usando sondas do tipo nitro-benzoxadiol amino, NBO) notamos diferenças evidentes no padrão de formação de domínios lipídicos entre os tratamentos controle, com cálcio, com OBC e com ambos os aditivos, tanto em vesículas unilamelares gigantes quanto em eritrócitos e ghosts de eritrócitos marcados. As diferenças entre os tratamentos foram qualitativamente consistentes para os parâmetros de análise das imagens utilizados. Vimos também aqui o antagonismo entre a OSC e o cálcio e, além disso, uma aparente capacidade da OSC em reverter domínios induzidos por proteínas de membrana. Nossos resultados sugerem que a OSC reverte a separação lateral de fases induzida por cálcio ou proteínas de membrana; esta capacidade da OSC - não'observada em outros anestésicos locais - estaria relacionada à localização preferencial da DSC próximo à cabeça polar dos fosfolipídios. Tal fenômeno pode ser relevante nos processos membranares em que a DSC reconhecidamente interfere, mediados pela alteração do padrão dos domínios lipídicos, dentre os quais a fusão celular e a própria anestesia Ver menos
Abstract: Lipid domains are compositionally different regions within biological or artificial membranes that may play an important role in physiological and biochemical events as well. Local anesthetics, however, acts upon membrane proteins by an still unknown mechanism and exibit a strong...
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Abstract: Lipid domains are compositionally different regions within biological or artificial membranes that may play an important role in physiological and biochemical events as well. Local anesthetics, however, acts upon membrane proteins by an still unknown mechanism and exibit a strong correlation between partition to membranes and anesthetic potency. Among this class of pharmaceuticals, dibucaine (OBC) is a potent one, with a high membrane partition, able to alter several physiological processes and revert some calciuminduced effects on artificial membranes. We have investigated the interaction of neutral and protonated forms of OBC with natural and artificial membranes and its effect upon naturally and calcium-induced lipid domains both in biological and artificial membrane systems. Our approach was based on Static Fluorescence, Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) and Fluorescence Microscopy.
Our experiments reveal a pKa of 8,4 for OBC and that its aromatic ring may be located close to the glycerol backbone of phospholipid membranes. Surprisingly, OBC emission decreased simultaneously to a classical blue shift when membranes are available or by reducing its solution polarity. EPR experiments strongly suggest that OBC reverts Ca+2- or Mg+2-induced lipid domains. The parameter ais increased in ternary systems composed by OOPC: POPA: 5MeSL when OBC is present, which is antagonic to calcium ion.
Fluorescence Microscopy experiments revealed distinct patterns among OBC, Ca+2 or OBC plus Ca+2 treatments, in NBO-PA labeled liposomes, ghosts and erythrocytes. Although Kruskal-Wallis test were not able to tell which treatment differences were statistically significant, those differences were consistent through ali parameters analysed. We could observe antagonism between OBC and Ca+2, besides a further ability of OBC to disrupt naturally occurring lipid domains. These data suggest that OBC is able to revert Ca+2_, Mg+2 or protein-induced domains, for its favoured location close to the phospholipid head. Such phenomena may be relevant in lipid domain mediated processes, which may include anesthesia itself Ver menos
Our experiments reveal a pKa of 8,4 for OBC and that its aromatic ring may be located close to the glycerol backbone of phospholipid membranes. Surprisingly, OBC emission decreased simultaneously to a classical blue shift when membranes are available or by reducing its solution polarity. EPR experiments strongly suggest that OBC reverts Ca+2- or Mg+2-induced lipid domains. The parameter ais increased in ternary systems composed by OOPC: POPA: 5MeSL when OBC is present, which is antagonic to calcium ion.
Fluorescence Microscopy experiments revealed distinct patterns among OBC, Ca+2 or OBC plus Ca+2 treatments, in NBO-PA labeled liposomes, ghosts and erythrocytes. Although Kruskal-Wallis test were not able to tell which treatment differences were statistically significant, those differences were consistent through ali parameters analysed. We could observe antagonism between OBC and Ca+2, besides a further ability of OBC to disrupt naturally occurring lipid domains. These data suggest that OBC is able to revert Ca+2_, Mg+2 or protein-induced domains, for its favoured location close to the phospholipid head. Such phenomena may be relevant in lipid domain mediated processes, which may include anesthesia itself Ver menos
Formação de dominios lipidicos em membranas modelo : efeito da dibucaina
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Formação de dominios lipidicos em membranas modelo : efeito da dibucaina
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