Estudo do transporte de polímeros através do nanoporo proteico unitário banhado por solução de sais de hofmeister

Abstract

A translocação de polímeros em espaços nanoconfinados ocorre na biologia, medicina e tecnologia. Polímeros abióticos e bióticos podem ser translocados através de espaços nanoconfinados visando o desenvolvimento de dispositivos analíticos baseados no método de sensoriamento estocástico por pulso resistivo no nanoporo (SEPRN). O SEPRN consiste em um método elétrico para a detecção de moléculas individuais que, ao entrar no nanoporo, causam bloqueios transitórios de sua condutância. A magnitude desses bloqueios depende da relação entre o volume molecular e o volume do poro, possibilitando a obtenção de informações sobre a dinâmica de translocação e a interação do polímero-cosoluto-nanoporo. Sabe-se que o transporte do poli (etileno glicol) através do nanoporo protéico da α-hemolisina (αHL) de Staphylococcus aureus é considerado um bom modelo para estudo de detecção e translocação de polímeros abióticos em sistemas nanoconfinados, no entanto, são raríssimos, estudos com polímeros sintéticos mais complexos. Neste contexto, estudamos o transporte do poli (vinil álcool) (PVA) e do poli (vinil pirrolidona) (PVP), através do nanoporo da αHL incorporada em bicamada lipídica plana banhada por soluções de sais de Hofmeister visando esclarecer seu processo de translocação, e também determinar as condições adequadas para detecção destes polímeros em meios aquosos. A formação da bicamada lipídica, incorporação do nanoporo e a aquisição dos registros das correntes iônicas ocorreram em condições de fixação de voltagem. As soluções utilizadas foram KCl, CsCl ou RbCl 4M, Tris 5 mM, pH 7,5 a 25°C. Demonstrou-se principalmente que:i) o nanoporo da αHL detecta o PVA e o PVP nas soluções analisadas, porém, o KCl é mais adequada; ii) O PVA induz quatro tipos de pulsos resistivos e dois modos de translocação; iii) A frequência de translocação e o tempo de permanência do PVA no nanoporo são dependentes do potencial transmembrana; iv) As constantes de associação e de dissociação do complexo PVP-nanoporo dependem do tipo de íon de Hofmeister; v) O PVP induz três tipos de pulsos resistivos e um modo de translocação. Finalmente, propomos que cátions de Hofmeister podem formar complexos com o PVA e PVP, tornando-os moléculas carregadas, influenciando na interação e translocação destes polímeros através de espaços nanoconfinados.