Funcionalização de carbon dots com peptídeo antimicrobiano ecPis-4s

Abstract

Neste trabalho, os carbon dots (CDs) foram funcionalizados com o peptídeo ecPis-4s, com o objetivo de obter um (bio)nanomaterial com propriedades antioxidantes e antibacterianas, para futuras aplicações relacionadas a interações peptídeo-membranas celular. Os CDs foram preparados a partir de reações de desidratação e oxidação ácida do biopolímero celulose. A metodologia utilizada foi escolhida devido á possibilidade de obtenção de nanopartículas com alta concentração de grupos funcionais oxigenados, que serão úteis para o ligação do peptídeo antimicrobiano ecPis-4s nanopartículas. A funcionalização dos CDs foi realizada através da reação dos grupos carbonila e/ou hidroxila com o grupo amino ou amônio do peptídeo por meio da ativação destes grupos usando 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDAC) e acetato de etil-2-ciano-2-(hidroxiimino)(Oxyma pure®). Os materiais obtidos foram caracterizados com diferentes técnicas, incluindo Ressonância Magnética Nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR- do inglês Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e potencial zeta. Após a funcionalização com o peptídeo, o potencial zeta das nanopartículas de CDs passou de -50,5 mV para -23,4 mV, sugerindo o consumo de alguns grupos funcionais negativamente carregados, como os carboxílicos, em pH inferior a 6. Nos espectros no infravermelho e de RMN ¹H dos CDs funcionalizados, após purificação, pôde-se observar bandas características de ambos os compostos. Destaca-se, por exemplo, as absorções em 1360 e 1050 cm-¹, a primeira observada somente no espectro do CDs e a segunda bem definida no espectro do peptídeo. Em adição, observa-se a presença do grupo funcional amida por meio das absorções em 1638 e 1560 cm-¹. Além dessas observações, a funcionalização pode ser indiretamente relacionada ao estreitamento da absorção em 3340 cm-¹(ν O-H), o que sugere uma diminuição das ligações de hidrogênio na amostra de CDs após a reação. Se, por um lado, as nanoestruturas funcionalizadas não apresentaram atividade antioxidante, por outro, os resultados da atividade antimicrobiana in vitro, mostraram que as nanopartículas funcionalizadas são capazes de inibir o crescimento bacteriano similarmente ao ecPis-4s para Staphylococcus aureus ( S. aureus), e Escherichia coli (E. coli), mostrando que elas podem inibir tanto o crescimento de bactérias Gram-positivas quanto Gram–negativas. Este resultado está diretamente relacionado à conformação em α-hélice do peptídeo covalentemente ligado à superfície dos CDs, como mostrado pelos resultados obtidos por dicroísmo circular em meio mimético de membranas.