Efecto de la temperatura y composición de solvente en la estructura secundaria de las α-zeínas - Sánchez Juárez, César (Universidad Autónoma Metropolitana, 2021)
En la presente tesis se estudió el efecto del contenido de solvente y temperatura sobre la estructura y conformación de α-zeínas en solución, proteínas extraídas del grano de maíz que son ampliamente utilizadas para la fabricación de nanopartículas, recubrimientos y agentes de llenado en la industria alimentaria. Los estudios se realizaron con un extracto comercial proveniente de la empresa Sigma Aldrich, el cual previamente fue sometido a dos procesos de cromatografía de intercambio iónico, en las cuales se removió el pigmento amarillo característico y otras fracciones de zeínas de las clases β-, γ- y δ- enriqueciendo la solución final en α-zeínas de 19 kDa (Z19). Las técnicas empleadas fueron de tipo espectroscópico, siendo la primera una de absorción conocida como Dicroísmo Circular (DC), la cual se operó en la región del UV-lejano (de 190 a 250 nm), zona del espectro electromagnético ampliamente utilizada en el estudio de estructuras secundarias en proteínas. Nuestros resultados mostraron que las α-zeínas sufrían cambios estructurales de α-hélices a laminas- β, inducidas por solvente, ya que las primeras estructuras tendían a disminuir a medida que el contenido de alcohol disminuía, mientras que las segundas aumentaron a medida que el contenido de agua también aumentó, en un comportamiento similar al descrito en péptidos β-amiloide durante las primeras etapas de formación de oligómeros fibrilares. Por otro con esta técnica se observó también que las α-zeínas tienen una importante estabilidad térmica, ya que se presentaron cambios muy graduales durante los barridos de 20 a 90 °C en 204 nm, indicando que el desplegamiento de estas proteínas, es un proceso poco cooperativo. La segunda técnica empleada en este trabajo fue la de emisión intrínseca de fluorescencia, la cual se logró excitando las soluciones de proteína en 275 nm, teniendo como objetivo las tirosinas y recogiendo la señal de 280 a 400 nm. En estos estudios se observó que el calentamiento provocaba un corrimiento al rojo en el centro de masa espectral de la proteína, un efecto característico de un proceso de desplegamiento, aunque al igual que con los barridos térmicos en DC, este fue pequeño y gradual. Por otro lado, la proteína presentó un corrimiento al azul en el centro de masa espectral a medida que aumento el contenido de agua en el solvente, lo nos sugiere que en esas condiciones las α-zeínas podrían adquirir una conformación más compacta, donde las tirosinas quedaban enclavadas en una región hidrofobiaca mas oculta respecto a condiciones con mayor contenido de alcohol. Por último, se evaluó una predicción de estructura 3D, obtenida con la herramienta en línea I-TEASSER. Aunque los parámetros que evalúan la calidad del modelo no se acercaron a los óptimos, observamos características estructurales que coinciden con la evidencia experimental recabada en este escrito y en la literatura publicada. Una de ellas la forma del modelo muy similar al de horquilla ampliamente aceptado en la actualidad, la exposición de tirosinas a solvente, que podrían explicar porque el desplegamiento térmico monitoreado por fluorescencia parece ser pequeño, y un alto contenido en hélices, muy parecido al medido mediante DC en porcentajes altos de alcohol.