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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI CAMPUS ALTO PARAOPEBA RELATÓRIOS DE IMUNOLOGIA APLICADA A BIOPROCESSOS: DOSAGEM DE PROTEÍNAS E ELETROFORESE Relatório apresentado como parte das exigências da disciplina de Imunologia Aplicada a Bioprocessos Experimental sob responsabilidade do professor Antônio Helvécio Tótola. Mariana Maciel Bertolino Diniz – 154200050 OURO BRANCO – MG JULHO/2021 2 DOSAGEM DE PROTEÍNAS E ELETROFORESE INTRODUÇÃO As proteínas são extremamente importantes para o bom funcionamento do organismo, sendo estas encontradas em uma variedade de formas, como anticorpos, enzimas entre outras e tendo papeis fundamentais no combate a doenças, regulando funções do corpo entre outras funções e, para saber se estas estão em equilíbrio podemos dosa-las através da técnica de dosagem, onde purifica-se a proteína de interesse e a quantifica. Após a realização da técnica de dosagem de proteínas, exe4cuta-se a eletroforese em gel, onde ocorre a separação de moléculas carregadas e assim, estas são separadas de acordo com suas propriedades físicas e peso molecular, à medida que passam por uma corrente elétrica. A eletroforese em gel é uma técnica na qual moléculas carregadas, como as proteínas, são separadas de acordo com suas propriedades físicas e peso molecular à medida que passam por uma corrente elétrica. OBJETIVO Purificação de anticorpos IgY a partir da gema do ovo e identificação da concentração através da eletroforese em gel. MATERIAIS E MÉTODOS Quebrou-se a casca de um ovo cuidadosamente retirando todo excesso de clara. A gema foi transferida para o papel filtro para remover o restante da clara, rompeu-se a pele da gema com um instrumento de ponta fina e o conteúdo foi transferido para um tubo falcon. O volume inicial da amostra de gema foi medido e em seguida adicionou-se a solução de precipitado A (PBS/PEG 4000 5,25%), a solução da gema na proporção 1:2. Colocou-se a mistura sob agitação mecânica durante 5 minutos em temperatura ambiente. Adicionou-se aos tubos PBS e centrifugou-se a solução a 4 ºC durante 10 minutos a 3500 rpm. O sobrenadante foi filtrado e em seguida descartou-se o precipitado. Mediu-se o volume do filtrado e adicionou-se a solução de precipitação B (PBS/PEG 4000 42,5%) e agitou-se por 5 minutos e centrifugou-se a 3500 rpm a 4 °C durante 10 minutos. O sobrenadante foi descartado e o precipitado suspendido em 5 mL de PBS. Adicionou- se a solução de precipitação C (PBS/PEG 4000 24%) na proporção 1:1. Colocou-se sob agitação por 5 minutos e centrifugou-se a 3500 rpm a 4 °C durante 10 minutos. Descartou-se o 3 sobrenadante e suspendeu-se novamente o precipitado em 3mL de PBS. Em levou-se para dialise, usando o Cassete G2 de capacidade de 3ml. No primeiro momento o cassete foi colocado em um recipiente contendo NaCl 0,1 molar. Passado um pouco mais de uma hora o NaCl foi substituído pelo PBS diluído uma vez, e o cassete então foi colocado em 1800 ml de água com 200 ml de PBS. Preparou-se a solução do gel de resolução colocando-se em um béquer água mais solução de acrilamida-bisacrilamida, Tris 1,5 M pH 8,8 (SDS 10%) e, por último, adicionou- persulfato de amônio e TEMED. Verteu-se a solução delicadamente, com o auxílio de uma pipeta, para que não houvesse formação de bolhas. Adicionou-se água destilada sobre a superfície do gel e aguardou-se, aproximadamente, por cerca de 20 a 30 minutos até sua completa polimerização, adicionou sobre o gel de resolução. Retirando-se a água colocada sobre o gel de resolução. Em seguida introduziu-se um pente no gel para que fosse formado um poço. Transferiu-se o gel para a cuba eletroforética e colocou-se o tampão de corrida conforme as especificações do aparelho. As amostras foram misturadas a um corante azul de Coomassie para dar coloração, servir como indicador do progresso eletrofotoelétrico e aumentar sua densidade evitando que saíssem dos poços em forma de dente no gel no qual foram colocados. Aplicou-se cada uma das amostras, com cuidado, dentro de cada poço formado. Ligou-se a fonte para corrida sendo que, quando o azul de Coomassie atingiu o fim do gel de resolução, desligou-se a fonte e retirou- se a tampa da câmara despejou-se a solução de eletroforese e removeu-se o gel que a seguir foi corado. RESULTADOS E DISCUSSÃO A proteína da gema do ovo, IgY é um tipo de anticorpo solúvel, que forma solução com um diluente apropriado. O diluente utilizado foi o tampão PBS 1x, que é uma solução salina tamponada, utilizada na purificação com o intuito de evitar variações bruscas de pH durante o processo de purificação, para que a proteína não desnature. Esse tipo de purificação por precipitação utilizada foi PBS/PEG 4000 em diferentes porcentagens de concentração para que tenha uma diferença de densidade significativa entre a solução PBS/PEG e a proteína de interesse. A solução PBS/PEG aumenta a solubilidade do anticorpo. O componente PEG do sistema reduz a solubilidade da molécula alvo pela modificação da solução e o PBS reduz a solubilidade por alterações da molécula alvo, ou seja, alterando-se as propriedades do meio por 4 mudanças na força iônica e no pH, por adição de solventes orgânicos miscíveis e polímeros orgânicos, altera-se a solubilidade das proteínas. Após adicionar a amostra inicial ao sistema e realizar a agitação, a solução transformou- se em uma solução bifásica, e o sobrenadante continha a proteína de interesse, anticorpo IgY. Na terceira agitação mecânica o sobrenadante passou a ser a solução de PEG 4000 e água e o precipitado continha a proteína de interesse, a utilização da água impede que a proteína não sofra interação com a solução de PEG. Essa diferença da posição da proteína de interesse na solução acontece devido a variação da concentração de PEG 4000 adicionado a cada etapa e também ao volume de amostra da gema. A concentração de substâncias do ovo vai diminuindo a cada agitação mecânica e com isso os anticorpos ficam cada vez mais concentrados aumentando seu grau de pureza. A diálise foi realizada para remoção de PEG e contaminantes e o sal adicionado, NaCl (1 mol.L-1), possibilitou a remoção do PBS. Com isso a utilização de PBS/PEG 4000 em diferentes porcentagens de concentrações foi essencial para aumentar o grau de purificação de IgY. Para encontrar a concentração das proteínas construiu –se a tabela 1 para que os gráficos fossem plotados, ao qual pode se ver na imagem 1. Tabela 1 – Resultados para a construção da curva de calibração Concentração (mg/mL) ABS Replicata 1 ABS Replicata 2 ABS Replicata 3 1,00 0,494 0,492 0,49 0,50 0,38 0,378 0,377 0,25 0,225 0,229 0,227 0,125 0,151 0,15 0,155 0,0625 0,07 0,072 0,075 Imagem 1 – Curvas de calibração 5 A partir das curvas, construiu-se as tabelas 4, 5 com as concentrações amostrais e assim descobriu-se a concentração da proteína purificada, sendo esta multiplicada por 2 que é seu fator de diluição. Tabela 4 – Cálculo das concentrações das replicatas Absorbâncias amostra 8 Concentração na Replicata 1 Concentração na Replicata 2 Concentração na Replicata3 0,601 1,16 1,17 1,18 0,611 1,19 1,20 1,20 0,617 1,20 1,21 1,22 Média 1,18 1,19 1,20 Tabela 5 – Concentração real da proteína purificada Concentrações reais Média Desvio Padrão Erro % Erro médio % Dispersão % 1 2,37 2,39 0,02 0,66 0,48 0,70 2 2,38 0,06 3 2,40 0,73 Dessa forma sabe-se que a concentração da proteína purificada é de 2,39±(0,02)mg/mL, com um erro de 0,48% e dispersão de 0,70%, muito baixos, considerando o método válido e preciso, após descobrir a concentração, para ter certeza da presença da proteína realizou-se a eletroforese em gel, obtendo a imagem 2 para a amostra 8. 6 Imagem 2 – Gel de eletroforese O resultado da eletroforese mostra o aparecimentode duas bandas. A cadeia leve (25kDa) e a cadeia pesada (70 kDa). Essas cadeias são mantidas juntas por pontes dissulfeto intercadeia e por interações não covalentes. O número de pontes dissulfeto varia entre as diferentes moléculas de imunoglobulinas. CONCLUSÃO Conclui-se assim que a concentração da proteína purificada é de 2,39±(0,02)mg/mL e o procedimento foi realizado com sucesso. O anticorpo foi purificado da gema do ovo pelo sistema aquoso de duas fases que permite a separação do anticorpo das demais moléculas presentes no ovo. O procedimento possibilitou uma maior concentração do anticorpo e um maior de grau de pureza. 7 REFERÊNCIAS ABBAS, A. K; LICHTMAN, A. H. Imunologia Básica: funções e distúrbios do sistema imunológico. 3.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. FIO CRUZ. O Que São Anticorpos Monoclonais. Disponível em: http://www.bio.fiocruz.br/index.php/perguntas-frequentes/227-o-que-sao-anticorpos- monoclonais. Acesso em: 26 Jul. de 2021. KASVI. Western Blotting: Análise de Proteínas. Disponível em: https://kasvi.com.br/western-blotting-analise-proteinas/. Acesso em: 26 Jul. 2021. LEMOS, M. Exame de proteínas totais e frações: o que é e como entender o resultado. Disponível em: https://www.tuasaude.com/exame-de-proteinas/. Acesso em 26 Jul. 2021. MONTASSIER, H. J. PURIFICAÇÃO PARCIAL DOS ANTICORPOS PRESENTES NO SORO NORMAL ATRAVÉS DA PRECIPITAÇÃO DA FRAÇÃO GAMA- GLOBULINA COM SULFATO DE AMÔNIO. Disponível em: https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/patologia/HELIOJOSEMONTASSIER/aula- pratica-3---purificacao-de-anticorpos-e-precipitacao-com-sulfato-de-amonio.pdf. Acesso em: 26 Jul. 2021. NEWS MEDICAL LIFE SCIENCES. Técnicas da purificação do anticorpo. Disponível em: https://www.news-medical.net/life-sciences/Antibody-Purification-Techniques- (Portuguese).aspx. Acesso em 26 Jul. 2021 SILVA JR, W. F.¹; CARVALHO, B. M. A.² MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PURIFICAÇÃO DE ANTICORPOS MONOCLONAIS POR CROMATOGRAFIA DE TROCA IÔNICA. Disponível em: http://revista.oswaldocruz.br/Content/pdf/Edicao_18_Willer_Ferreira.pdf. Acesso em 26 Jul. 2021. http://www.bio.fiocruz.br/index.php/perguntas-frequentes/227-o-que-sao-anticorpos-monoclonais http://www.bio.fiocruz.br/index.php/perguntas-frequentes/227-o-que-sao-anticorpos-monoclonais https://kasvi.com.br/western-blotting-analise-proteinas/ https://www.tuasaude.com/exame-de-proteinas/ https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/patologia/HELIOJOSEMONTASSIER/aula-pratica-3---purificacao-de-anticorpos-e-precipitacao-com-sulfato-de-amonio.pdf https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/patologia/HELIOJOSEMONTASSIER/aula-pratica-3---purificacao-de-anticorpos-e-precipitacao-com-sulfato-de-amonio.pdf https://www.news-medical.net/life-sciences/Antibody-Purification-Techniques-(Portuguese).aspx https://www.news-medical.net/life-sciences/Antibody-Purification-Techniques-(Portuguese).aspx http://revista.oswaldocruz.br/Content/pdf/Edicao_18_Willer_Ferreira.pdf