Understanding and increasing protein stability

Enzimas termoestáveis: fontes, produção e aplicação industrial

“…Quando essa enzima de psicrofílico é exposta a 37 °C, o movimento térmi-co torna-se tão acelerado que pode levar à perda de sua estrutura nativa (desdobramento) (Figura 6). Ao contrário, quando a mesozima é resfriada a 10 °C, sua flutuação térmica é reduzida, diminuindo a mobilidade conformacional do sítio catalítico e, conseqüentemente, ocorre uma redução da sua eficiência de catálise 39 . A elevada rigidez intrínseca da proteína termofílica, decorrente da estabilidade do enovelamento, requer alta temperatura de atividade (maior que 40 °C) para promover o movimento térmico e o aumento da flexibilidade essencial para a atividade catalítica, ou seja, a adaptação da proteína às temperaturas extremas parece ser resultado de um equilíbrio entre o aumento da rigidez responsável pela estabilidade térmica e a flexibilidade requerida para exercer sua função fisiológica 40 .…”

“…A elevada rigidez intrínseca da proteína termofílica, decorrente da estabilidade do enovelamento, requer alta temperatura de atividade (maior que 40 °C) para promover o movimento térmico e o aumento da flexibilidade essencial para a atividade catalítica, ou seja, a adaptação da proteína às temperaturas extremas parece ser resultado de um equilíbrio entre o aumento da rigidez responsável pela estabilidade térmica e a flexibilidade requerida para exercer sua função fisiológica 40 . Inúmeros trabalhos têm evidenciado que a termotolerância das proteínas deve-se, principalmente, a esse aumento da rigidez da molécula 39,41,42 , embora enzimas excepcionalmente flexíveis tenham sido isoladas de Archaea hipertermofílicas 43 .…”

“…Outras características específicas relacionadas com a termoestabilização de proteínas têm sido amplamente discutidas. Revisões detalhadas podem ser encontradas em Vieille e Zeikus 11 e Fágáin 39 . Uma síntese é apresentada a seguir: i) pontes dissulfeto: as pontes dissulfeto estabilizam a proteína por reduzirem a entropia do estado desenrolado da proteína.…”

“…Embora tenha sido indicado por vários autores como fator de termorresistência [53][54][55] , de acordo com dados de Szilágyi e Závodszky 46 praticamente não existem diferenças no número de pontes de hidrogênio entre uma série de proteínas de mesófilos e de termófilos analisadas. Por outro lado, tem sido demonstrada uma forte correlação entre termoestabilidade e o número de ligações H neutro carregadas, por ex., um átomo da cadeia lateral de um resíduo carregado e outro átomo de cadeia principal ou lateral de resíduo neutro, visto que esse tipo de ligação é termodinamicamente mais estável 39 ; iii) pareamento de íons: aparecem em pequenos números na proteína, não são conservados e não direcionam o dobramento da molécula. Esses pareamentos formam uma rede que cruza a superfície da proteína e as interfaces das subunidades.…”

Hybrid Collagenase Nanocapsules for Enhanced Nanocarrier Penetration in Tumoral Tissues

“…One important role which should be played by the polymeric coat consists in the protection of the encapsulated enzyme against proteolytic attack, because the lack of stability against proteases is the main limitation on the use of proteins in clinical applications. 22 In order to compare the stability against proteases, samples MSN-Col and MSN-Col-nc were suspended at 37 °C in a solution of PBS (pH = 7) which contains 1 mg·mL -1 of Protease from Streptomyces griseus. The results indicate that material with the uncoated enzyme lost more than 60% of its enzymatic activity after 3 hours while the sample with enzyme nanocapsules kept intact their activity (Figure 4b).…”