Effects caused by water-soluble chitosans with high molecular weight in bacterial and mammal membrane models using Langmuir monolayers (2022)
- Authors:
- Autor USP: JOCHELAVICIUS, KAREN - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/T.76.2022.tde-31012023-154306
- Subjects: FILMES FINOS; QUITOSANA; MEMBRANAS CELULARES
- Keywords: Atividade bactericida; Bactericide activity; Chitosan; Langmuir monolayers; Monocamadas de Langmuir
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Monocamadas lipídicas são sistemas conhecidos por mimetizarem membranas celulares, sendo usadas em uma variedade de estudos envolvendo moléculas que afetam a estrutura da membrana. Sabe-se que a incorporação de quitosanas em monocamadas lipídicas causa expansão e, em sua maioria, fluidização, com efeitos mais fortes em monocamadas carregadas negativamente e com quitosanas de baixa massa molar. Esses efeitos são atribuídos a interações eletrostáticas e hidrofóbicas, correlacionando bem com interações mais fortes com a parede celular negativa de bactérias do que com membranas de mamíferos. Nesta tese, apresentaremos resultados que desafiam essas interpretações. Primeiramente, empregamos quitosanas solúveis em água que induzem efeitos maiores nos fosfolipídios zwiteriônicos dipalmitoil etanolamina (DPPE) e dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC) do que no aniônico dipalmitoil fosfatidilglicerol (DPPG). Efeitos levemente maiores são induzidos no extrato lipídico de E. coli, exceto quando comparado com DPPE em tampão acetato. Mais relevante ainda é o efeito induzido em monocamadas compostas pela mistura ternária de DPPC, colesterol (Chol) e esfingomielina (SM) (SM-DPPC-Chol), que representa as jangadas lipídicas, para as quais aparecem efeitos com concentrações de quitosana que são ordens de magnitude do que reportado na literatura para outras quitosanas ou outros tipos de monocamada. As diferenças com a literatura podem ser atribuídas ao alto grau de acetilação de uma das quitosanasusadas, chamada de Ch35% por ter um grau de acetilação de 35%. A carga da Ch35% não foi suficiente para interações eletrostáticas predominarem sobre as hidrofóbicas. A importância da disponibilidade e da disposição de cargas para tais interações foi confirmada pela maior expansão das monocamadas induzida pela Ch15%, uma quitosana com grau de acetilação de 15%. Como ambas as quitosanas são solúveis em água, os experimentos puderam ser feitos em pHs fisiológico e ácido. A Ch35% tende a produzir efeitos maiores em monocamadas depositadas em pH ácido, salvas algumas exceções quando o volume ocupado pela quitosana em um pH alto levou a expansões maiores. Surpreendentemente, a Ch15% induziu efeitos maiores em pH fisiológico quando com lipídios de E. coli, e esse ponto ainda está em aberto. Mencione-se que a Ch35% e a Ch15% têm alta massa molar, cerca de 10^[6] g mol^[1], e ainda produzem efeitos maiores em que quitosanas de baixa massa molar em estudos anteriores, novamente contradizendo expectativas da literatura. Por um lado, os efeitos induzidos em jangadas lipídicas maiores do que no extrato de E. coli sugerem cautela no uso de quitosanas como agentes bactericidas; por outro, um efeito significativo foi observado em monocamadas de lipopolissacarídeos (LPS), que representam a membrana externa de bactérias Gram-negativas. Somados, os resultados apresentados aqui indicam que a disponibilidade e a disposição de cargas nas quitosanas são provavelmente o aspecto mais importantepara a sua interação em monocamadas de Langmuir, e as descobertas relacionadas ao pH fisiológico e às jangadas lipídicas apontam para a necessidade de uma detalhada reanálise dos estudos em membranas celulares
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 08.12.2022
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
JOCHELAVICIUS, Karen. Effects caused by water-soluble chitosans with high molecular weight in bacterial and mammal membrane models using Langmuir monolayers. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-31012023-154306/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Jochelavicius, K. (2022). Effects caused by water-soluble chitosans with high molecular weight in bacterial and mammal membrane models using Langmuir monolayers (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-31012023-154306/ -
NLM
Jochelavicius K. Effects caused by water-soluble chitosans with high molecular weight in bacterial and mammal membrane models using Langmuir monolayers [Internet]. 2022 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-31012023-154306/ -
Vancouver
Jochelavicius K. Effects caused by water-soluble chitosans with high molecular weight in bacterial and mammal membrane models using Langmuir monolayers [Internet]. 2022 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-31012023-154306/ - Efeito da foto-ativação da curcumina e do azul de metileno em monocamadas de lipídios bacterianos
- Interaction of two fully water-soluble chitosans with bacterial membrane models using Langmuir monolayers
- A comparison of the effect of curcumin irradiation on Langmuir monolayers containing bacterial and mammal lipids
- Studying the interaction of chitosans with different degrees of acetylation with lipid monolayers at physiological pH
- Photodynamic inactivation in a molecular-level: a Langmuir monolayer approach
- Study of a water-soluble high molecular weight chitosan on Langmuir monolayers
- Incorporation of acridine orange and methylene blue in Langmuir monolayers mimicking releasing nanostructures
- The prion fragment PrP106-127 adopts a secondary structure typical of aggregated fibrils in langmuir monolayers of brain lipid extract
- Chitosan effects on monolayers of zwitterionic, anionic and a natural lipid extract from E. coli at physiological pH
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.76.2022.tde-31012023-154306 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
