Foto-oxidação de proteínas por porfirinas hidrossolúveis

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dc.contributor.advisor1Gonçalves, Pablo José
dc.contributor.referee1Gonçalves, Pablo José
dc.contributor.referee1Alonso, Antônio
dc.contributor.referee1Marquezin, Cássia Alessandra
dc.creatorArantes, Ariane Gornates
dc.date.accessioned2024-02-26T10:46:25Z
dc.date.available2024-02-26T10:46:25Z
dc.date.issued2024-01-29
dc.description.abstractPhotodynamic Therapy (PDT) is a growing therapy, indicated as an alternative to the treatment of microorganisms and various types of cancer. For its operation, three components are necessary: molecular oxygen, visible light and a photosensitizer (FS). Among the most used FS are porphyrins, which can be cationic or anionic depending on the peripheral charge of their structure. In systemic administration, FS travel through the bloodstream, making it possible to interact with body elements such as proteins, which can be photo-oxidized with controlled administration of light, losing their function, whether structurally or functionally, which can cause death. cell of target tissues. The present work analyzed the photo-oxidation of bovine serum albumin (BSA) by two cationic (TMPyP and ZnTMPyP) and two anionic (TPPS and ZnTPPS) water-soluble porphyrins. The effect of the presence of the metallic atom in the central ring of the porphyrin was analyzed; two types of irradiation sources (a halogen source and a laser module emitting at 532 mn); the effect of BSA on the production of singlet oxygen and, finally, the effect of adding constant photo-oxidation oxygen. Initially, a protocol was found that allowed the reproductive obtainment of photo-oxidation constants. Subsequently, it was observed that the photo-oxidation constant is greater for cationic porphyrins, due to their greater proximity to the fluorescent residue tryptophan, and increases with the presence of zinc, which, as it is a heavy atom, favors the process of intersystem crossing and production. of reactive species. It was also observed that the halogen lamp provides faster degradation than the laser, which may be associated with its greater spectral amplitude and could oxidize other albumin components. Furthermore, it was possible to conclude that BSA acts as an obstacle between FS and molecular oxygen, reducing the formation of singlet oxygen, which made it necessary to add oxygen gas to the solution to obtain a phosphorescence signal, which promotes a reduction in photo-oxidative rate. Our hypothesis is that rapid photo-oxidation at the beginning of the process can change the conformation of BSA, blocking oxygen access. The results obtained here are valuable for the study of protein photo-oxidation and can be extended to other biological structures targeted for studies on photodynamic action.
dc.description.resumoA Terapia Fotodinâmica (PDT, Photodynamic Therapy) é uma modalidade terapêutica em ascensão, indicada como uma alternativa ao tratamento de micro-organismos e diversos tipos de câncer. Para seu funcionamento são necessários três componentes: oxigênio molecular, luz visível e um fotossensibilizador (FS). Dentre os FS mais utilizados estão as porfirinas, que podem ser catiônicas ou aniônicas dependendo da carga periférica da sua estrutura. Em uma administração sistêmica, os FS percorrem a corrente sanguínea, sendo possível a interação com elementos do corpo como proteínas, que podem ser foto-oxidadas com a administração controlada de luz, perdendo sua função, seja estruturalmente ou funcionalmente, o que pode ocasionar morte celular de tecidos alvo. O presente trabalho analisou a foto-oxidação da albumina sérica bovina (BSA) por duas porfirinas hidrossolúveis catiônicas (TMPyP e ZnTMPyP) e duas aniônicas (TPPS e ZnTPPS). Foi analisado o efeito da presença do átomo metálico no anel central da porfirina; dois tipos de fontes de irradiação (uma fonte halógena e um módulo laser emitindo em 532 mn); o efeito da BSA na produção de oxigênio singlete e, por fim, o efeito da adição de oxigênio constante de tempo de foto-oxidação. Inicialmente foi encontrado um protocolo que permitiu a obtenção reprodutiva das constantes de foto-oxidação. Na sequência, foi observado que a constante de tempo de foto-oxidação é maior para porfirinas catiônicas, devido à maior proximidade com o resíduo fluorescente triptofano, e aumenta com a presença do zinco, que por ser um átomo pesado favorece o processo de cruzamento intersistemas e produção de espécies reativas. Também foi observado que a lâmpada halógena proporciona uma degradação mais rápida do que a do laser, podendo estar associado à sua maior amplitude espectral poderia oxidar outros componentes da albumina. Além disso, foi possível concluir que a BSA atua como um obstáculo entre o FS e o oxigênio molecular, reduzindo a formação de oxigênio singlete, o que fez necessária a adição de gás oxigênio na solução para obtenção de sinal de fosforescência, o que promove uma redução na taxa foto-oxidativa. Nossa hipótese é de que a foto-oxidação rápida no início do processo pode mudar a conformação da BSA, bloqueando o acesso do oxigênio. Os resultados aqui obtidos são valiosos para o estudo de foto-oxidação de proteínas e que podem ser estendidos para outras estruturas biológicas alvos de estudos sobre ação fotodinâmica.
dc.identifier.citationARANTES, Ariane Gornates. Foto-oxidação de proteínas por porfirinas hidrossolúveis. 2024. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física Médica) - Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/24409
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseFísica Médica (RMG)
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectFotodegradação
dc.subjectPorfirinas
dc.subjectTriptofano
dc.subjectPDT
dc.subjectPhotodegradation
dc.subjectPorphyrins
dc.subjectTryptophan
dc.titleFoto-oxidação de proteínas por porfirinas hidrossolúveis
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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