Μελέτη των αλληλεπιδράσεων της αλβουμίνης ορού βοοειδούς με κατιοντικούς πολυηλεκτρολύτες σε φυσιολογικές συνθήκες

Η μελέτη αυτή αφορά το σχεδιασμό των μιγμάτων πρωτεΐνης/πολυηλεκτρολύτη \nκαι τις αλληλεπιδράσεις τους σε φυσιολογικές συνθήκες. Η παρακάτω έρευνα \nπεριλαμβάνει σύμπλοκα αλβουμίνης ορού βοοειδούς (BSA) με ένα σύνολο \nκατιονικών ομοπολυμερών και συμπολυμερών πολύ (3-μεθακρυλαμιδο-προπυλο- \nτριμεθυλαμμωνιο-χλωριδιο) -co- (Ν, Ν-διμεθυλακρυλαμίδιο), με διαφορετικό \nμοριακό βάρος και σύσταση σε ομάδες πολυ (Ν, Ν- διμεθυλακρυλαμιδίου) \n(PDMAM). Μετρήσεις UV-VIS φασματομετρίας, η σκέδαση φωτός και ζ-δυναμικό \nσυμμετείχαν στο χαρακτηρισμό των συσσωματωμάτων ως μία συνάρτηση της \nαναλογίας φορτίου r \n+/- \n, του pΗ και της ιοντικής ισχύος. \n Τα αποτελέσματα έδειξαν το σχηματισμό αντίθετων φορτισμένων συμπλόκων, \nσε pΗ υψηλότερο από 4.9, το ισοηλεκτρικό σημείο της BSA. Τέτοια σωματίδια \nβρέθηκαν να εξαρτώνται από την πυκνότητα φορτίου της επιφάνειας της πρωτεΐνης η \nοποία επηρεάζει σημαντικά τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις. Ως αποτέλεσμα, \nγια ένα ομοπολυμερές PMAPTAC ο σχηματισμός αδιάλυτων συμπλοκών ευνοείται \nγια υψηλές τιμές pΗ, όπου η πυκνότητα επιφανειακού φορτίου της πρωτεΐνης είναι \nμέγιστη. Αντίθετα, αύξηση της ιοντικής ισχύος οδηγεί σε καταστολή των απώσεων \nμακράς εμβέλειας μεταξύ των αρνητικά φορτισμένων περιοχών του \nπολυηλεκτρολύτη και της πρωτεΐνης, εξαιτίας τοπικών ηλεκτροστατικών επιδράσεων. \nΟι διαφορές στο σχηματισμό συμπλόκου επιβεβαιώθηκαν με σύγκριση δύο \nPMAPTAC ομοπολυμερών με διαφορετικά μοριακά βάρη σε σταθερό pΗ. Αυτά τα \nσυσσωματώματα έδειξαν διαφορές στο μέγεθος και τις επιφανειακές ιδιότητες \nοδηγούμενες από την πυκνότητα φορτίου του πολυηλεκτρολύτη. Έτσι, τα μεγαλύτερα \nσωματίδια ελήφθησαν από το πολυκατιόν με υψηλότερο μοριακό βάρος σε pΗ 7,40. \n Ακόμα, ο ρυθμός κατανάλωσης της BSA για το σχηματισμό συμπλόκου με τον \nπολυηλεκτρολύτη ήταν παρόμοιος για όλες τις περιπτώσεις διαφορετικού pH \nδίνοντας έτσι το γεγονός ότι η καταβύθιση της BSA είναι ανεξάρτητη του pH. Η \nπροσθήκη ουδέτερα υδρόφιλου PDMAM επεκτείνει το πιθανό μηχανισμό \nσυμπλοκοποίησης. Με τη σύγκριση μιας σειράς από συμπολυμερή που φέρουν \nδιαφορετικό αριθμό των υδρόφιλων ομάδων DMAM, μόνο διαλυτά σύμπλοκα \nπολυηλεκτρολύτη / πρωτεΐνης σχηματίζονται με υδροδυναμικά μεγέθη <50 nm. Η \nσυμπεριφορά αυτή έχει αποδοθεί στην παρουσία των υδρόφιλων μονάδων DMAM \nπου απλά δρα ως προστατευτικό εξωτερικό κέλυφος των συσσωματωμάτων \nεμποδίζοντας περαιτέρω συσσωμάτωση. Συνεπώς, από τα σύμπλοκα που \nσχηματίζονται από το συμπολυμερές με την διαφορετική περιεκτικότητα DMAM, \nισχυρότερη προτίμηση ένωσης με την πρωτεΐνη έδειξε το συμπολυμερές με τη \nχαμηλότερη περιεκτικότητα DMAM. Αυτό δείχνει τη σημασία των υδρόφιλων \nομάδων οι οποίες παρεμποδίζουν στερεοχημικά την πρόσβαση ή έκθεση των ιόντων \nστην επιφάνεια του συμπλόκου. Ακόμα, το υδρόφιλο εξωτερικό κέλυφος είναι είτε \nμικρότερο, είτε λιγότερο πυκνό, γεγονός που επιτρέπει την αναδιάταξη των \nσωματιδίων έτσι ώστε περισσότερα φορτία να είναι παρών στην επιφάνεια του 4 \nσυσσωματώματος που μπορεί περαιτέρω να αλληλεπιδρούν με το κατιονικό \nπολυηλεκτρολύτη. \n Έτσι, το σύστημα που παρουσιάζεται εδώ δίνει μία εις βάθος μελέτη των \nπιθανών μηχανισμών των αλληλεπιδράσεων πολυηλεκτρολύτη με πρωτεΐνες. \nΕπιπλέον, ο σχηματισμός συμπλοκών μικρής κλίμακας σταθερών σε υδατικό διάλυμα \nεπιτεύχθηκε με ρύθμιση παραμέτρων, όπως το μοριακό βάρος, η αναλογία φορτίου \nκαι της ισορροπίας υδρόφιλου / υδρόφοβου. Επιπρόσθετα, τα συστήματα ήταν σε \nσυμφωνία με περιβαλλοντικές συνθήκες όπως το pΗ και την ιοντική ισχύ. Τέτοια \nσωματίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παροχή φαρμάκου με καλή σταθερότητα \nσε φυσιολογικές συνθήκες που μπορεί να οδηγηθεί μέσω της ροής του αίματος. \nΕπιπλέον, η ευαισθησία στο pΗ των συστημάτων αυτών τα καθιστά εξαιρετικούς \nυποψηφίους για θεραπεία του καρκίνου, όπου οι διαφορές στο pH μεταξύ καρκινικών \nκαι φυσιολογικών κυττάρων μπορούν να δώσουν ιδέες για απελευθέρωση \nστοχευόμενου φαρμάκου.