Um novo polipeptídeo

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 6624 (2022) Citar este artigo

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Os nanoaglomerados de ouro fluorescente funcionalizados por biomoléculas (AuNCs) têm atraído muita atenção devido à boa biocompatibilidade, propriedades físico-químicas estáveis ​​e consideráveis ​​vantagens de custo. A concentração inadequada de Cu2+ pode causar uma variedade de doenças. Neste estudo, as AuNCs foram sintetizadas em solução aquosa alcalina usando soroalbumina bovina (BSA) como molde. E então, o peptídeo CCYWDAHRDY foi acoplado a AuNCs. Além disso, foi avaliada a fluorescência da resposta de CCYWDAHRDY-AuNCs sintetizados ao Cu2+. Como os resultados mostraram que os CCYWDAHRDY-AuNCs podem detectar Cu2+ com sensibilidade. Depois de adicionar Cu2+ ao sistema de sonda, a fluorescência dos CCYWDAHRDY-AuNCs foi extinta. As condições de detecção foram pH 6 e 30 °C por 10 min, a relação linear entre concentração de Cu2+ e intensidade de fluorescência foi boa na faixa de 0,1 ~ 4,2 μmol/L. A equação de regressão foi y = − 105,9x + 693,68, o coeficiente de correlação linear é 0,997 e o limite mínimo de detecção foi de 52 nmol/L.

O acúmulo de íons de metais pesados ​​no sistema ambiental aumenta o risco de danos ao meio ambiente e à saúde humana1,2,3,4,5. Os íons de metais pesados ​​podem facilmente interferir com enzimas e ácidos nucléicos e alterar as atividades biológicas dos organismos6. O Cu2+ desempenha um papel importante na biologia como um metal de transição, e a ingestão adequada de Cu2+ é necessária para manter a saúde do organismo7,8. No entanto, uma concentração inadequada de Cu2+ pode causar uma variedade de doenças. Por exemplo, anemia e diminuição da visão são sintomas causados ​​pela falta de Cu2+, e o conteúdo excessivo de Cu2+ pode acelerar a deterioração da doença de Alzheimer e doença de Parkinson9,10,11,12,13. Cu2 + são amplamente distribuídos no solo e na água, o que pode entrar facilmente no corpo humano através da cadeia alimentar. O monitoramento em tempo real do Cu2+ é um pré-requisito para a segurança alimentar e prevenção de doenças14,15. Espectroscopia de fluorescência, colorimetria, análise eletroquímica e cromatografia gasosa têm sido aplicadas na detecção de Cu2+16,17,18,19,20. A tecnologia de análise de fluorescência tem atraído atenção generalizada devido à sua alta sensibilidade, fácil operação e rápida velocidade de detecção. Com o desenvolvimento de nanomateriais e sondas fluorescentes, os nanoclusters de ouro (AuNCs) como sensores fluorescentes para detecção de poluentes no ambiente e alimentos têm atraído a atenção de muitos pesquisadores21,22.

As AuNCs são compostas por dezenas ou mesmo centenas de átomos de ouro, com tamanho médio de partícula inferior a 2 nm23,24. Em comparação com corantes ou proteínas fluorescentes tradicionais, as AuNCs apresentam excelentes propriedades, como pouco efeito sobre a atividade dos organismos, alta estabilidade, baixa toxicidade e alta biocompatibilidade devido à sua inércia química e tamanho ultrafino25. Além disso, AuNCs têm um deslocamento de Stokes maior e emissão de fluorescência mais forte26. Com a adição de cátions metálicos multivalentes, a ligação Au-S na superfície das AuNCs é quebrada devido à interação de grupos carboxila e íons metálicos, resultando na extinção da luminescência27,28.

As propriedades de fluorescência de AuNCs podem ser ajustadas usando ligantes apropriados e andaimes biocompatíveis29,30. Estudos anteriores mostraram que as AuNCs podem ser preparadas usando proteínas, aminoácidos, peptídeos, tióis, ácidos nucleicos e outras biomoléculas como ligantes, que possuem alto grau de biocompatibilidade e podem ser usadas para detecção livre de interferência de materiais biológicos31,32,33, 34. Particularmente, os peptídeos são frequentemente usados ​​para sintetizar nanoclusters metálicos biocompatíveis e funcionais devido à sua estrutura tridimensional especial, sequência ajustável, síntese conveniente e preço econômico33. Por exemplo, Yuan e colegas de trabalho compararam Au25 NCs protegidos por ácido nucleico de peptídeo de cadeia longa GSH com grupos ricos em elétrons -COOH e -NH2 produzidos com luminescência mais forte35. A cisteína (C) tem uma boa capacidade de coordenação36 e a tirosina (Y) tem uma forte capacidade de reduzir íons metálicos37, C e Y são geralmente introduzidos na sequência peptídica para preparar AuNCs. Certos peptídeos podem ser acoplados com AuNCs para detectar de forma rápida e eficaz íons altamente tóxicos. Por exemplo, o sensor de bioluminescência CCYR6H4-AuNCs reduz o limite de detecção e melhora a seletividade para Hg2+ na água38.