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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO CURSO DE GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA LAIANE DEVESA ARAÚJO AULA PRÁTICA DEMONSTRATIVA DOSAGEM DE PROTEÍNAS- MÉTODO DE BRADFORD PETROLINA 2022 LAIANE DEVESA ARAÚJO AULA PRÁTICA DEMONSTRATIVA DOSAGEM DE PROTEÍNAS- MÉTODO DE BRADFORD PETROLINA 2022 OBJETIVO(S): Construir uma curva padrão para dosagem de proteínas totais solúveis. Encontrar a equação da reta e o coeficiente de correlação (r2). Determinar a concentração de proteína total solúvel em amostras desconhecidas INTRODUÇÃO O método de Bradford (Bradford, 19761) baseia-se na observação de que o Azul Brilhante de Coomassie G-250 se converte da cor vermelha para azul após ligação à proteína. O complexo é formado rapidamente (2 min.), permanece disperso em solução por um tempo relativamente longo (1 h.) e tem um alto coeficiente de extinção, permitindo grande sensibilidade na dosagem das proteínas. As soluções usadas neste método são soluções aquosas de proteína (Albumina Sérica Bovina - BSA) 1 mg mL-1 e as soluções de concentração desconhecidas O preparo dos reagentes para solução do reagente de Bradford: 100 mg de Azul de Coomassie G - 250, dissolvido em 50 mL de Etanol P. A.; 100 mL de Ácido Fosfórico (H3PO4) 85%, Água “milli Q” q.s.p 1.000 mL. Para o preparo é necessário dissolver o Azul de Coomassie em Etanol P. A., e após dissolver, adicionar o Ácido Fosfórico 85%, homogeneizar bem ( 5 min.). Completar o volume com Água “milli Q”. A curva padrão para dosagem de proteínas é construída utilizando-se a proteína solúvel Albumina do Soro Bovino (B.S.A.). Método do biureto As origens do método do biureto podem ser traçadas desde a proposta inicial de Autenrieth, em 1915; posteriormente diversos autores propuseram modificações do mesmo, sendo, atualmente, a proposta metodológica de Gornall e cols9. a mais utilizada. O método se baseia na reação do reativo do biureto, que é constituído de uma mistura de cobre e hidróxido de sódio com um complexante que estabiliza o cobre em solução, sendo o tartarato de sódio o recomendado por Gornall e cols.9. O cobre, em meio alcalino, reage com proteínas formando um complexo quadrado planar com a ligação peptídica. O produto de reação apresenta duas bandas de absorção, uma em 270 nm e outra em 540 nm. Apesar da banda na região de 270 nm aumentar em seis vezes a sensibilidade do método do biureto14, a banda na região de 540 nm é a mais utilizada para fins analíticos, porque diversas substâncias, normalmente presentes na maioria dos meios analisados, absorvem na região de 270 nm causando muita interferência no método. O método de biureto tem sido aplicado para determinar a concentração de proteínas totais em diversos meios, sendo eles: soro ou plasma sangüíneo, líquido cérebro espinhal (líqüor), urina, alimentos, saliva, fibrinogênio e tecido animal. O método de biureto tem sido, também, utilizado em análise por injeção em fluxo, assim como em alguns métodos cinéticos. Apesar de ser rápido, utilizar reagentes de baixo custo e não apresentar grande variação da absortividade específica para diferentes proteínas, este método não é muito sensível, como foi destacado por diversos autores, colocando-o em grande desvantagem, em relação a outras metodologias, e por isto tem sido, ao longo dos anos, substituído por métodos mais sensíveis. Mesmo assim, o método de biureto continua sendo recomendado para a determinação da concentração de proteínas totais em plasma sangüíneo pela Associação Americana de Análises Clínicas e por diversos autores, bem como para a determinação de proteínas totais em saliva30 e leite29, quando comparado com outros métodos. Verifica-se que o método de biureto está sujeito à interferência de substâncias que possam reagir com os íons cobre. Método de Lowry O método que atualmente conhecemos como de Lowry e cols., para a determinação de proteínas totais, foi originalmente proposto por Wu, em 1922, sendo esta a metodologia mais utilizada para a determinação de proteínas. O princípio do método baseia-se numa mistura contendo molibdato, tungstato e ácido fosfórico, (reagente Folin-Ciocalteau), que sofre uma redução quando reage com proteínas, na presença do catalisador cobre (II), e produz um composto com absorção máxima em 750 nm. Chou e Goldstein e Legler e cols. estudaram extensivamente o mecanismo de redução do reagente de Folin-Ciocalteau por proteínas, peptídeos ou aminoácidos. Estes autores sugerem que esta redução ocorra diretamente através das cadeias laterais de alguns aminoácidos (tirosina, triptofano, cisteína, asparagina e histidina), que contribuem com quatro elétrons, ou através da retirada de dois elétrons de cada unidade tetrapeptídica dos peptídeos e proteínas, que é facilitada pela formação do quelato entre o cobre (II) e peptídeos/proteínas. A principal vantagem do método de Lowry é a sua alta sensibilidade e, por isto, tem sido utilizado para a determinação da concentração de proteínas totais em diversos meios, sendo eles: líqüor, plasma sanguíneo, saliva humana, tecido animal, plantas, suco biliar, membranas, leite humano e produtos alimentícios. Sargent propôs uma modificação no método de Lowry que possibilitou o aumento da sensibilidade em cinqüenta vezes. Tal modificação está baseada no fato de que o verde de malaquita reage com o azul de molibdato produzido no método de Lowry e o produto desta reação absorve fortemente em 690 nm aumentando a sensibilidade do método de Lowry. Devido ao seu extenso uso, o método de Lowry e cols. tem sido utilizado em diversos tipos de equipamentos automatizados. Em estudos comparativos de métodos, alguns autores recomendam a utilização da metodologia proposta por Lowry e cols. para determinar proteínas totais em líqüor, tecido animal e tecido vegetal. Os autores de maneira geral, recomendam o método de Lowry, pois no estudo comparativo de metodologias o mesmo mostrou-se mais sensível, com melhor exatidão, menor consumo de amostra e, dependendo do caso, menos suscetível a alguns tipos de interferentes. Apesar do método de Lowry e cols.10 apresentar uma grande sensibilidade para proteínas, o mesmo possui algumas desvantagens, tais como: estar sujeito a muitos interferentes, apresentar longo tempo de análise, possuir absortividade específica altamente variável para diferentes proteínas, e seguir a Lei de Beer-Lambert apenas numa pequena faixa de concentração de proteínas. Várias modificações no método de Lowry têm sido propostas para resolver os problemas acima citados. Para aumentar a velocidade da reação, Shakir e cols. recomendam aquecer a amostra, por 3 minutos, a 37°C, após a adição de sulfato de cobre alcalino, e por mais três minutos, após a adição do reagente de Folin- Ciocalteau. Larson e cols. recomendam a adição de tri-1,4-dimercaptobutanodiol, 3 minutos após a adição do reagente Folin-Ciocalteau, com o objetivo de aumentar a velocidade de reação e eliminar a etapa de 30 minutos de espera. Alam60 propõe um rígido controle do pH para diminuir o tempo de análise, estabilizar o produto formado e uniformizar as absortividades específicas das diferentes proteínas. Hartree fez várias modificações no método de Lowry melhorando a faixa de linearidade e uniformizando as absortividades específicas para algumas proteínas; estas modificações são as mais utilizadas, apesar de tornar o método de Lowry mais trabalhoso no preparo dos reagentes. Stauffer recomenda a construção do gráfico de log Abs versus log microgramas de proteína e Hess e cols. Recomendam o uso de alta concentração do reagente Folin-Ciocalteau. Tais procedimentos, segundo estes autores, diminuem o tempo de análise, uniformizam as absortividades específicas para algumas proteínas e/ou aumentam a faixa de linearidadedo método de Lowry e cols. Diversas substâncias interferentes no método de Lowry são citadas na literatura; estas normalmente causam aumento na absorbância do branco, diminuição da absortividade específica ou formação de algum tipo de precipitado. Apesar de todos os esforços para melhorar o método de Lowry, isto é, diminuir o tempo requerido para a análise, aumentar a faixa de linearidade para a lei de Beer e tornar mais homogênea as absortividades específicas para diferentes proteínas, o mesmo continua moroso e sujeito a inúmeros interferentes e, nos últimos anos, está sendo substituído por outros métodos, tais como, o método de Bradford e o método de Smith ou do BCA. Método de Smith ou do BCA O método proposto por Smith e cols.12, também conhecido por método do ácido bicinchoninico (BCA 4,4'-dicarboxi-2,2'- biquinolina), se baseia na reação de cobre (II) com proteínas, em meio alcalino, produzindo cobre (I) e formando um complexo com o BCA, que absorve fortemente na região de 560 nm. No entanto, Legler e cols., estudando o papel catalisador do cobre, em meio alcalino, na reação entre proteínas e o reativo de Folin-Ciocauteau, detectaram formação de um intermediário de cobre (III) com peptídeos, porém não detectaram cobre (I), como estabelecido por Smith e cols., devendo, portanto, ser este mecanismo melhor estudado para se estabelecer qual ou quais intermediários de cobre são formados. Este método tem a vantagem de ser mais simples no preparo dos reagentes, tão sensível quanto o método de Lowry e cols. e relativamente rápido, sendo aplicado na determinação da concentração de proteínas totais em saliva, proteínas celulares, interferons, leite humano e determinação de grupos funcionais. O método de Smith e cols. tem sido recomendado em estudos de comparação de metodologias para a determinação de proteínas totais em leite humano e células. Esta metodologia também tem sido adaptada para a determinação de proteínas totais utilizando-se equipamentos automatizados. O método de Smith e cols. possui algumas desvantagens, como a dependência da temperatura de incubação das amostras, a variação da absortividade específica para diferentes proteínas e a variação da absorbância com o tempo. Recomendamos, portanto, um rígido controle no tempo de leitura das amostras, após a incubação das mesmas. Os interferentes, em potencial, do método de Smith e cols. são aquelas substâncias que reagem com os íons cobre (reações de óxido-redução, formação de complexos, precipitação) ou com o reativo de BCA. Método de absorção no ultra violeta As medidas espectroscópicas de absorção molecular na região do Ultravioleta-Visível (UV-Vis) baseiam- se nas interações da radiação com a matéria. A região do ultravioleta é considerada entre 200 – 400nm e a região do visível entre 400 – 800nm. A técnica consiste em passar luz pela amostra e medir a fração de luz que é absorvida. A fração de luz absorvida é descrita pela lei de Lambert – Beer, que afirma que a fração de luz após a interação com a amostra (I) versus a intensidade de luz incidente (I0) é dependente do percurso da luz através da amostra (I), da absortividade molar do material (Ԑ) e da concentração das espécies absorventes (c). Esse equipamento realiza leituras nas regiões do visível e do ultravioleta (190 – 1100nm). O sistema óptico é de feixe duplo. Acomoda até oito cubetas e possui amostrador automático ou manual. O equipamento permite fazer medição fotométrica, varredura de espectro e determinação quantitativa. Os dados obtidos nas leituras são facilmente exportados em arquivos Excel, já que o equipamento é conectado a um computador, o que também permite utilizar recursos como medidas cinéticas, armazenamento de métodos e dados. MATERIAL E MÉTODOS: Solução de BSA (1 g mL-1) Água ultra pura (H2O Milli-Q) Reagente de Bradford Cubeta de plástico Espectrofotômetro Visível Estante para tubos de ensaio Material Pipeta Automática Ponteiras Vórtex Tubos “Falcon” Saliva Solução salina de extrato de sementes de feijão Metodologia A uma solução de B.S.A com concentração de 1 mg mL-1(solução mãe). Foi diluído a solução mãe 1 : 1000, medindo 100 uL da solução mãe e misturado a 9,9 mL de H2O Milli-Q, obtendo assim uma solução com [B.S.A] = 1 g mL-1, que será a solução de trabalho. Colocou – se 31 tubos Falcon em uma estante para tubos de ensaios. Numerado os tubos de 1 a 10 e usou um tubo para ser a testemunha (branco). No branco foi adicionado tudo que havia nos outros tubos, porém no lugar da B.S.A., colocou-se H2O Milli-Q. Feito os procedimentos em triplicata e preenchido no quadro a seguir: RESULTADOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSÃO Preencha as lacunas vazia no quadro a seguir: TUBO REPETIÇÃO [B.S.A] = 1 g mL-1 H2O Milli-Q Reagente de Bradford A g it a r n o V ó rt e x e a g u a rd a r d e 5 a 1 0 m in a t e m p e ra tu ra a m b ie n te (595 nm) B.S.Afinal (g) (L) (L) (mL) 1 1 2 18 1,0 0,049 1 2 0,068 3 0,046 2 1 4 16 0,111 2 2 0,107 3 0,036 3 1 6 14 0,122 3 2 0,142 3 0,136 4 1 8 12 0,169 4 2 0,139 3 0,140 5 1 10 10 0,157 5 2 0,191 3 0,203 6 1 12 8 0,189 6 2 0,234 3 0,194 7 1 14 6 0,254 7 2 0,233 3 0,257 8 1 16 4 0,273 8 2 0,282 3 0,297 9 1 18 2 0,299 9 2 0,315 3 0,278 10 1 20 0 0,332 1 0 2 0,241 3 0,336 BRANCO 0 20 0,418 0 As repetições que estão marcadas de vermelho NÃO são consideradas** Este experimento foi considerado aceito pois seu r2 (índice de correlação) = 0,9852, sendo assim, obedece a estatística padrão que necessariamente o r2 deve ser maior que 0,96 e menor que 1. y = 0.0304x + 0.0346 R² = 0.9852 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0 2 4 6 8 10 12 A b so rb ân ci a (5 95 n m ) (BSA) (ug . mL -1) Curva padrão AMOSTRAS DESCONHECIDAS TUBO REPETIÇÃO Saliva (L) H2O Milli-Q (L) Reagente de Bradford (mL) A g it a r n o V ó rt e x e a g u a rd a r d e 5 a 1 0 m in a t e m p e ra tu ra a m b ie n te (595 nm) sem diluição 1 20 0 1,0 0,707 2 0,718 3 0,785 Diluição 1:10 1 2 18 0,291 2 0,309 3 0,331 Diluição 1:100 1 *20 L 0,138 2 0,129 3 0,117 As repetições que estão em vermelho são excluídas, pois são mais afastadas que as outras. *** *1:100 1 L de saliva + 99 L de água = 100 L de solução. Tira-se, dessa solução, alíquotas de 20 L para cada repetição. Na amostra da saliva foi considerado a diluição 1:10 pois entre a diluição de 1:100, os números da diluição de 1:10 são miaores e aceito consequetemente a média será estatisticamente satisfatória , a sem diluição está fora da curva, pois seus valores foram maiores que 0,700; 1:100 está dentro da curva, porém seus valores são baixos TUBO REPETIÇÃO Extrato de Cotilédone de feijão (L) H2O Milli-Q (L) Reagente de Bradford (mL) A g it a r n o V ó rt e x e a g u a rd a r d e 5 a 1 0 m in a t e m p e ra tu ra a m b ie n te (595 nm) sem diluição 1 20 0 1,0 0,360 2 0,336 3 0,341 Diluição 1:100 1 *20 L 0,096 2 0,125 3 0,142 Diluição 1:1.000 1 **20 L 0,012 2 0,036 3 0,089 Saliva A( A= 595nm) MÉDIA Sem diluição 0,707 0,7125 0,718 A Diluição 1:10 0,291 0,300 0,309 Diluição 1:100 0,138 0,1335 0,129 *1:100 1 L de saliva + 99 L de água = 100 L de solução. Tira-se, dessa solução, alíquotas de 20 L para cada repetição. **1:1000 1 L de saliva + 999 L de água = 1000 L de solução. Tira-se, dessa solução, alíquotas de 20 L para cada repetição. Na amostra do feijão foi considerado a diluição 1:10 pois como é mostrado no gráfico, apresenta uma diluição mais centralizada, conforme a estatística exige a média central. Calcule a concentração de proteínas totais solúveis Concentração de proteína X= Y – 0,0346/ 0,0304 SALIVA X= 0,300 – 0,0346 / 0,0304 = 8,73 FEIJÃO X= 0,134 – 0,0346 / 0,0304 = 3,25 CONCLUSÃO Portanto, de acordo com os resultados obtidos pode – se considerar que o experimento da saliva apresentou uma concentração de proteína maior do que o experimento de Extrato de Cotilédone de feijão. FEIJÃO A( A= 595nm) MÉDIA Sem diluição 0,336 0,3385 0,341 Diluição 1:10 0,125 0,134 0,142 Diluição 1:100 0,012 0,024 0,036 Referências (s.d.). Fonte: BRASIL ESCOLA: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-sao- aminas.htm (2022). Fonte: BRASIL ESCOLA: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e- eter.htm#:~:text=%C3%89ter%20%C3%A9%20uma%20fun%C3%A7%C3%A3o%20org%C3 %A2nica,a%20um%20%C3%A1tomo%20de%20oxig%C3%AAnio. Curso Bioquímica. (s.d.). Fonte: http://cursobioquimica.iq.usp.br/paginas_view.php?idPagina=503&idTopico=1060#.YhBGNej MK3A UFRGS. (s.d.). Fonte: https://www.ufrgs.br/dequi-labs/central-analitica/espectrofotometro-de- absorcao-molecular-na-regiao-do-ultravioleta-e- visivel/#:~:text=As%20medidas%20espectrosc%C3%B3picas%20de%20absor%C3%A7%C3 %A3o,da%20radia%C3%A7%C3%A3o%20com%20a%20mat%C3%A9ria.&text=A% UFRGS . (FEVEREIRO de 2022). Fonte: https://www.ufrgs.br/dequi-labs/central- analitica/espectrofotometro-de-absorcao-molecular-na-regiao-do-ultravioleta-e- visivel/#:~:text=As%20medidas%20espectrosc%C3%B3picas%20de%20absor%C3%A7%C3 %A3o,da%20radia%C3%A7%C3%A3o%20com%20a%20mat%C3%A9ria.&text=A% . ATIVIDADE Encontre, nomeie e defina os grupos funcionais encontrados na molécula do Azul Brilhante de Coomassie cuja fórmula estrutural encontra-se logo abaixo: ÉTER AMINA SECUNDÁRIA Éter é uma função orgânica oxigenada, isto é, apresenta o elemento químico oxigênio, além de carbono e hidrogênio. Essa função possui como principal característica estrutural a presença de dois radicais orgânicos ligados a um átomo de oxigênio. AMINA SECUNDÁRIA - são compostos orgânicos nitrogenados que derivam da substância amônia (NH3) formada pela substituição de dois hidrogênios da amônia por dois radicais orgânicos. AMINA TERCIÁRIA – são compostos orgânicos nitrogenados que derivam da substância amônia (NH3) formada pela substituição dos três hidrogênios da amônia por três radicais orgânicos. Justifique o fato do Azul Brilhante de Coomassie ter uma baixa solubilidade em etanol. O Azul Brilhante de Coomassie apresenta uma baixa solubilidade em etanol devido à suas baixas interações iônicas e baixas interações secundárias . Como exemplo de baixas interações secundárias tem – se as pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e interações de Van der Waals AMINA TERCIÁRIA UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO CURSO DE GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA AULA PRÁTICA DEMONSTRATIVA DOSAGEM DE PROTEÍNAS- MÉTODO DE BRADFORD PETROLINA 2022 AULA PRÁTICA DEMONSTRATIVA (1) DOSAGEM DE PROTEÍNAS- MÉTODO DE BRADFORD (1) PETROLINA 2022 (1) OBJETIVO(S): INTRODUÇÃO MATERIAL E MÉTODOS: Material Metodologia RESULTADOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSÃO AMOSTRAS DESCONHECIDAS CONCLUSÃO Portanto, de acordo com os resultados obtidos pode – se considerar que o experimento da saliva apresentou uma concentração de proteína maior do que o experimento de Extrato de Cotilédone de feijão. Referências ATIVIDADE