Efeitos de Ocupação Molecular nas Propriedades Termotrópicas de diferentes Bicamadas Lipídicas

Abstract

A célula, considerada como a unidade estrutural e funcional da vida, é constituída por diferentes organelos, cada um com uma função específica. A membrana biológica tem especial relevância, uma vez que envolve todos os organelos constituintes da célula. A membrana é constituída por diversos fosfolípidos, que se encontram organizados na sua unidade estrutural básica, a bicamada lipídica. Esta estrutura, do ponto de vista físico, desempenha um papel crucial na organização e funcionalização das células, define compartimentos, limitando o exterior e o interior da célula, bem como todas as comunicações entre estes dois meios. A membrana pode ser mais ou menos permeável, consoante o estado em que se encontre. Podem existir vários tipos de fases na membrana, a fase gel, a que possui maior organização, a fase líquida cristalina ou liquida desordenada, e a fase líquido ordenado, que só existe na presença de colesterol. Sob condições apropriadas uma bicamada lipídica pode existir numa destas fases ou como uma mistura de fases coexistentes. No citoplasma da célula, existem elevadas concentrações de pequenas moléculas, macromoléculas e estruturas supramoleculares. Neste meio, uma fracção significativa de moléculas de água está envolvida em solvatação, não se comportando como água “bulk”. Este meio é geralmente descrito como uma solução com “ocupação molecular”. Um agente que pode gerar ocupação molecular é a trealose, um dissacarídeo não redutor, sintetizado por diversos organismos sob condições de stress. O papel dos agentes de ocupação molecular na estabilização da estrutura nativa de proteínas está bem documentado bem como a sua importância na preservação das biomembranas em condições de desidratação e/ou temperaturas muito baixas. O efeito nas propriedades das membranas em condições de hidratação e temperaturas normais tem, no entanto, sido pouco estudado. Neste trabalho, avaliaram-se os efeitos de ocupação molecular, gerados pela trealose em condições de excesso de água, nas propriedades termotrópicas de diferentes bicamadas lipídicas, nomeadamente na viscosidade e no comportamento de fase. Foram estudadas membranas formadas por: DMPC:DSPC, SpM:Chol e POPC:SpM (em diferentes fracções molares). Os efeitos na interface e na zona hidrofóbica da membrana foram caracterizados através de anisotropia de fluorescência em função da temperatura do NBD-DMPE e do TMA-DPH, respectivamente. Foi observado um aumento na largura da VI transição de fase, indicando estabilização da coexistência de fases devido à presença de trealose 1M na solução aquosa. Este efeito é particularmente relevante para membranas com coexistência de fase líquido desordenado-sólido. Para complementar os resultados obtidos por anisotropia de fluorescência, mediu-se ainda os tempos de vida de fluorescência do NBD-DMPE em DSPC, SpM e POPC, a várias temperaturas e em tampão HEPES com e sem trealose e começaram-se ensaios preliminares de calorimetria diferencial de varrimento para avaliar o papel da sonda na membrana