Estudo da interação entre a púrpura de bromocresol e a albumina do soro bovino através de técnicas experimentais e simulações computacionais.

Abstract

As Albuminas séricas são as proteínas mais abundantes no plasma sanguíneo. Essas proteínas auxiliam no transporte de drogas e elementos nutritivos pelo corpo humano e também são responsáveis pela disposição e eficácia de medicamentos. Embora existam diversos tipos de albuminas, as mais empregadas em pesquisas são a Albumina do Soro Humano (HSA) e a Albumina de Soro Bovino (BSA). Esta última é muito utilizada devido à sua semelhança estrutural com a HSA, facil acessibilidade e baixo custo. A medida da concentração de HSA é de extrema importância para a prevenção de síndrome nefrótica e mortalidade em pacientes com patologias renais. Nesse contexto, se destaca o uso do corante Púrpura de Bromocresol (BCP) como teste rápido e seguro para medir os níveis plasmáticos de HSA . O BCP é um corante utilizado como indicador de pH e a alteração de seu espectro absorção na região do ultravioleta e visível promovida pela BSA pode ser decorrente do fenômeno de solvatocromismo. Neste trabalho, o nosso objetivo foi estudar a interação entre o BCP e BSA via as constantes de associação obtidas por espectroscopia óptica e usar estes resultados em simulação computacional. As simulações computacionais foram baseadas em cálculos ab initio, através da metodologia da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), para a obtenção da superfície de energia potencial com a variação dos ângulos diedros do BCP e pela Teoria do Funcional da Densidade Dependente do Tempo (TD-DFT) para a determinação dos espectros de absorção e dos orbitais moleculares de maior energia ocupado e de menor energia desocupado. Para tais metodologias, foram utilizados os programas Gaussian16 e GaussView 5.0. Os resultados indicam que a ligação entre BCP e BSA é de caráter eletrostático, e que a partir dos experimentos de competição com fármacos não foi possível determinar um sítio preferencial de ligação do BCP no BSA. Por fim, os resultados experimentais e teóricos comprovaram a existência do solvatocromismo dos espectros de BCP em diferentes solventes.

Serum albumin is the most abundant protein in blood plasma. These proteins assist in the transport of drugs and nutritional elements throughout the human body and are also responsible for the disposition and effectiveness of medicines. Although there are several types of albumin, the most used in research are Human Serum Albumin (HSA) and Bovine Serum Albumin (BSA). The latter is widely used due to its structural similarity to HSA, easy accessibility and low cost. The measurement of the HSA concentration is extremely important for the prevention of nephrotic syndrome and mortality in patients with renal pathologies. In this context, the use of Bromocresol Purple (BCP) dye as a fast and safe test to measure plasma levels of SAH stands out. BCP is a dye used as a pH indicator and the change in its UV-Vis absorption spectrum promoted by BSA may be due to the phenomenon of solvatochromism. In this work, our objective was to study the interaction between BCP and BSA via the association constants obtained by optical spectroscopy and to use these results in computer simulation. The computer simulations were based on ab initio calculations, using the Density Functional Theory (DFT) methodology, to obtain the potential energy surface with the variation of the BCP dihedral angles and by the Time Dependent Density Functional Theory (TD-DFT) for the determination of the absorption spectra of the absorption spectra and the molecular orbitals with the highest occupied energy (HOMO) and the lowest unoccupied energy (LUMO). For such methodologies, the Gaussian16 and GaussView 5.0 programs were used. The results indicate that the connection between BCP and BSA is electrostatic, and that from the competition experiments with drugs it was not possible to determine a preferred BCP binding site in the BSA. Finally, the experimental and theoretical results proved the existence of the solvatochromism of the BCP spectra in different solvents