Tesis Doctorado
Espectroscopia raman amplificada por superficie metálica de biómoléculas: estudio de la secuencia mrkdv modelo de péptido amino terminal de hemocianinas de moluscos
Autor
Aliaga-Cerón, Alvaro Esteban
Institución
Resumen
Este trabajo de tesis está enfocado al estudio vibracional mediante espectroscopía
amplificada por superficie metálica (SERS) de la secuencia MRKDV modelo de péptido
amino terminal de hemocianinas de moluscos. La hemocianina del molusco Concho/epas
concho/epas (CCH), al aplicarla en bajas concentraciones en mamíferos, induce la respuesta
mm une.
Hemos creado una base de datos infrarrojo y Raman de los aminoácidos característicos
(Met, Arg, Lys, Asp, Val, Glu, Cys y Trp) registrando los espectros Raman con distintas
líneas de excitación (514, 633 y 785 nm). Sobre ese conjunto de datos se realizaron los
espectros SERS sobre nanopartículas de plata (NPs) de los aminoácidos característicos, del
péptido MRKDV (y péptidos control), de las subunidades CCHA y CCHB, y de la proteína
CCH (y proteínas control). Se prepararon NPs de plata (Ag) en solución coloidal; las NPs
fueron caracterizadas mediante extinción del plasmón de superficie y microscopía de barrido
electrónico (SEM) o microscopía de fuerza atómica (AFM). Todas las biomoléculas se
estudiaron en estado sólido y/o en solución coloidal a pH controlado (- 7).
Sobre la base de los resultados obtenidos en este trabajo concluimos que la interacción
preferencial biomolécula-NPs es de tipo electroestática. Las biomoléculas se orientan sobre la
superficie metálica preferencialmente a través de los residuos de Arg, Lys, Met, Cys y Asp.
Un factor importante para la reproducibilidad del espectro SERS es el tiempo de interacción
biomolécula-AgNPs, demostrando este efecto para Trp, Arg, Lys y MRKDV. Para el caso de
las subunidades de CCH, la mayor actividad SERS de CCHA está relacionada con su menor
hidrofobicidad y exposición al medio acuoso de los residuos hidrofilicos. Se identificaron los
aminoácidos que están expuestos en la CCH, infiriendo sobre la conformación y orientación
de los fragmentos aminoacídicos expuestos a la superficie metálica.
Para complementar la información experimental se realizaron en colaboración los
cálculos teóricos del péptido MRKDV. Los cálculos con Hückel Extendido (EHT) y
mecánica molecular (MM) del péptido interactuando con una superficie de Ag, otorgan
información de la cercanía de los residuos de Arg, Met y Asp al metal (2,4 - 3,4 Á). Los
cálculos de Dinámica Molecular (MD), del péptido con un modelo de membrana
fosfolipídica, otorgan información de una conformación oblato en medio acuoso y de la
afinidad por la interfase favorecida por los residuos Arg, Met y Asp. PFCHA-Becas Doctor en Química 467p. PFCHA-Becas TERMINADA