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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo eletroquímico e eletroanalítico do biomarcador de estresse oxidativo 3-nitrotirosina em diferentes substratos eletroquímicos e de sua interação com o DNA
Autor: NASCIMENTO, José Ailton Mota 
Primeiro orientador: OLIVEIRA, Severino Carlos Bezerra de
Primeiro membro da banca: AREIAS, Madalena Carneiro da Cunha
Segundo membro da banca: SANTOS, Jandyson Machado
Resumo: Um estudo eletroquímico da 3-nitro-tirosina (3-NO2-Tyr), em meio aquoso, foi realizado em diferentes substratos eletroquímicos, eletrodo de carbono vítreo (GCE), platina e ouro, utilizando técnicas voltamétricas, como voltametria cíclica (CV), voltametria de onda quadrada (SWV) e voltametria de pulso diferencial (DPV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), com a finalidade de investigar o seu mecanismo de oxidação, bem como sua reatividade/toxicidade frente à molécula do DNA de fita dupla (dsDNA). A eletro-oxidação da para-tirosina, em meio aquoso, foi também investigada e comparada com a 3-NO2-Tyr. Potencialidades das propriedades de oxidação da 3-NO2-Tyr para aplicações eletroanalíticas também foram estudadas. Os resultados eletroquímicos, no geral, demonstraram que a 3-NO2-Tyr sofre eletro-oxidação, em meio aquoso, em uma única etapa irreversível dependente do pH, perdendo um elétron e um próton no grupo fenólico e com formação de produtos não eletroativos que adsorvem fortemente nas superfícies de todos os eletrodos utilizados. Além disso, foi detectado que o grupo fenólico presente na estrutura da 3-NO2-Tyr é mais difícil de ser oxidado (~ 170 mV), quando comparado a sua eletro-oxidação na molécula da para-tirosina, possivelmente devido a influência do grupo nitro, um grupo retirador de elétrons. O transporte de massa da 3-NO2-Tyr até a superfície do eletrodo foi investigado em eletrodo de platina e foi estabelecido que o mesmo é controlado predominantemente por difusão. Métodos eletroanalíticos para detecção e quantificação da 3-NO2-Tyr foram propostos em GCE, ouro e platina, os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) desses métodos foram calculados e comparados. No GCE o LOD foi de 0,17 μmol L-1, no eletrodo de platina foi 6,81 μmol L-1, enquanto no eletrodo de ouro 7,33 μmol L-1, demonstrando uma melhor sensibilidade para detecção e quantificação da 3-NO2-Tyr no GCE. Por último, os resultados de DPV e de eletroforese em gel, demonstraram claramente uma interação da 3-NO2-Tyr frente a molécula do dsDNA em meio fisiológico (pH = 7,0), uma vez que os resultados da DPV, com o tempo de incubação da 3-NO2-Tyr com o DNA, detectaram uma queda significativa ou até o desaparecimento por completo do pico anódico associado com a oxidação da 3-NO2-Tyr, em E = 0,70 V, enquanto os resultados da eletroforese detectaram uma diminuição bem significativa da intensidade de fluorescência do brometo de etídio. Assim foi estabelecido a interação da 3-NO2-Tyr possivelmente via sua intercalação na fita dupla do DNA e com a formação de um complexo 3-NO2-Tyr-dsDNA estável, dificultando a oxidação da 3-NO2-Tyr na superfície do GCE, bem como a intercalação do biomarcador fluorescente, o brometo de etídio, no dsDNA.
Abstract: An electrochemical study of 3-nitro-tyrosine (3-NO2-Tyr), in aqueous medium, was performed on different electrochemical substrates, glassy carbon electrode (GCE), platinum and gold electrode, using voltammetric techniques, such as cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV) and differential pulse voltammetry (DPV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), to investigate its oxidation mechanism, as well as its reactivity / toxicity to the double-strands DNA molecule (dsDNA). para-Tyrosine electro-oxidation in aqueous media was also investigated and compared with 3-NO2-Tyr. Potentialities of 3-NO2-Tyr oxidation properties for electroanalytical applications were also studied. The electrochemical results, in general, showed that 3-NO2-Tyr undergoes electro-oxidation in aqueous medium in a single irreversible pH-dependent step, losing one electron and one proton in the phenolic group and forming non-electroactive products, that are adsorbed strongly on all used electrodes. In addition, the phenolic group present in the 3-NO2-Tyr structure was found to be more difficult to oxidize (~ 170 mV) when compared to its electro-oxidation in the para-tyrosine molecule, possibly due to the influence of the nitro group. an electron withdrawing group. The mass transport of 3-NO2-Tyr to the electrode surface was investigated at platinum electrode and it was established that it is predominantly diffusion controlled. Electroanalytical methods for detection and quantification of 3-NO2-Tyr were proposed at GCE, gold and platinum electrode, the detection limits (LOD) and quantification (LOQ) of these methods were calculated and compared. At GCE the LOD was 0.17 μmol L-1, in the platinum electrode was 6,81 μmol L-1, while in the gold electrode was 7,33 μmol L-1, demonstrating a better sensitivity for detection and quantification of 3-NO2-Tyr. at GCE. Finally, the DPV and gel electrophoresis results clearly demonstrated a 3-NO2-Tyr interaction with dsDNA molecule in physiological medium (pH = 7.0), since the DPV results over incubation time of 3-NO2-Tyr with DNA, detected a significant decrease or the complete disappearance of the anodic peak associated with 3-NO2-Tyr oxidation, at E = 0.70 V, while electrophoresis results detected a very significant decrease in the ethidium bromide fluorescence. Thus, it was established the interaction of 3-NO2-Tyr possibly via its intercalation in the DNA double helix and with formation of a stable 3-NO2-Tyr-dsDNA complex, hindering the oxidation of 3-NO2-Tyr on the GCE, as well as the intercalation of the fluorescent biomarker, ethidium bromide, on the dsDNA.
Palavras-chave: Nitrotirosina
Biomarcador
Estresse oxidativo
Voltametria
Substrato eletroquímico
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: NASCIMENTO, José Ailton Mota. Estudo eletroquímico e eletroanalítico do biomarcador de estresse oxidativo 3-nitrotirosina em diferentes substratos eletroquímicos e de sua interação com o DNA. 2019. 108 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8565
Data de defesa: 25-Out-2019
Aparece nas coleções:Mestrado em Química

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