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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.76.2001.tde-07042010-154320
Document
Author
Full name
Maria do Rosário Zucchi
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2001
Supervisor
Committee
Nascimento, Otaciro Rangel (President)
Gonzalez, Jose Pedro Donoso
Magon, Claudio Jose
Martin Neto, Ladislau
Tabak, Marcel
Title in Portuguese
Existência de diferentes estados de spin dos íons Fe2+ e Fe3+ do citocromo c resultante da interação com lipossomos modelos.
Keywords in Portuguese
Citocromo c
Lipossomos
RPE
Abstract in Portuguese
A associação lipídio/citocromo c é importante e deve ser estudada, pois repercute na atividade peroxidática da proteína abordada e pode contribuir para o processo apoptótico, ou morte programada da célula, e também desempenha um papel significativo na cadeia respiratória. A natureza e a especificidade da interação do citocromo c com bicamadas lipídicas têm sido bastante investigadas ultimamente, mas informações detalhadas e precisas sobre tais assuntos ainda não existem. É aceito que ocorre primeiramente uma interação eletrostática entre a proteína citocromo c e as membranas fosfolipídicas. Em seguida, há uma interação hidrofóbica. Entretanto, ainda não é bem compreendido o papel da cadeia fosfolipídica. A associação do citocromo c com membranas lipídicas induz mudanças no estado de spin do átomo de ferro. A interação entre as vesículas carregadas e o citocromo c induz mudanças estruturais na proteína, as quais são refletidas no seu centro ativo, ou grupo heme. As mudanças do campo cristalino no sítio do ferro hemínico de forte para fraco são acompanhadas por mudanças do estado de spin de baixo para alto, respectivamente. Neste trabalho, estuda-se sistematicamente a natureza da interação entre o citocromo c e a cadeia fosfolipídica. As mudanças estruturais no grupo heme foram correlacionadas com a natureza do lipídio, ou seja, com a carga da cabeça e com o tamanho e o tipo da cadeia fosfolipídica. Foram utilizados treze lipídios diferentes, naturais e sintetizados, com cabeças polares negativas e neutras e com cadeias carbônicas saturadas e insaturadas de diferentes comprimentos. Para tal investigação, utilizamos as técnicas: Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) Onda Contínua (CW) e Pulsada (PW) e Dicroísmo Circular Magnético (MCD). As técnicas enunciadas avaliam as mudanças de estado de spin e a simetria do citocromo c nos seus estados férrico e ferroso. A interação lipoprotéica lipídio/citocromo c foi avaliada com lipídios diferentes, inclusive com o lipossomo PCPECL, que mimetiza a membrana interna da mitocôndria nos eucariontes. A partir dos resultados experimentais, sugerimos um modelo para esse tipo de associação.
Title in English
Existence of different heme iron Fe2+ and Fe3+ spin states cytochrome c ions results the interaction with lipid bilayers.
Keywords in English
Cytochrome c
EPR
Lipid bilayers
Abstract in English
This association lipid/cytochrome c is interesting to study in order to understand the peroxidase activity of this protein, that plays an important role in the respiratory chain and in the apoptosis process or the programmed cell death. The nature and specificity of the interaction of cytochrome c with lipid bilayers have been major goals in recent studies, but detailed information on that issue is not yet widely available. In this regard, it is generally accepted that the electrostatic interaction is an important factor in the association of cytochrome c with phospholipid membranes, followed by a hydrophobic interaction. However, the role played by the phospholipid chain is not well understood. The association of cytochrome c with negative membranes induces a change in the heme iron spin state. The interaction between the charged vesicles and cytochrome c leads to structural changes in the active central or heme group. The changing of the crystalline field of the heme iron from strong to weak is accompanied by spin states changes from low to high spin, respectively. These facts concerned us to investigate more systematically the nature of the interaction between cytochrome c and the phospholipid chains. The lipid-induced effects in the heme iron crystalline field are correlated to the nature of the charged head group and to the size and type of the phospholipid chain. Thirteen different lipids, nature and synthetic, were used, with negative and neutra1 polar head group and saturated and unsaturated acyl chains with different length. This work investigates the change of heme iron spin state and symmetry of ferric cytochrome c using Continuous Wave (CW) and pulsed (PW) Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Magnetic Circular Dichroism (MCD) techniques. These techniques analyze the spin state change and the symmetry of the iron cytochrome c in its ferric and ferrous states. The effect of the different lipids were analyzed, including PCPECL membrane that mimetics the inner mitocondrial membrane in eukaryotes.
 
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MariaZucchiD.pdf (3.43 Mbytes)
Publishing Date
2010-04-19
 
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