Efeitos de Ânions Específicos na Estrutura da Água Adjunta a Monocamadas de Proteínas

A espectroscopia de soma de frequência vibracional (VSFS) foi utilizada para explorar os efeitos de íons específicos na estrutura da água interfacial adjacente a uma monocamada de albumina sérica bovina (BSA) adsorvida na interface ar/água. As condições do subfásico foram variáveis pelo uso de seis sais de sódio diferentes e quatro valores de pH diferentes. Nos pH 2 e 3, a camada de proteína estava carregada positivamente e foi constatado que os ânions mais caotrópicos causaram a maior atenuação da estrutura da água. A ordem dos sais seguiu uma série inversa de Hofmeister. Por outro lado, quando a camada de proteína estava próxima ao seu ponto isoelétrico (pH 5), os ânions mais caotrópicos causaram o maior aumento na estrutura da água, embora o efeito fosse fraco. Nesse caso, uma série direta de Hofmeister foi obedecida. Finalmente, praticamente nenhum efeito foi observado quando a camada de proteína estava carregada negativamente com um pH subfásico de 9. Para comparação, experimentos semelhantes foram realizados com monocamadas de surfactantes carregados positivamente, negativamente e zwitteriônicos. Esses experimentos resultaram em resultados quase idênticos à monocamada de proteína, o que sugeriu que os efeitos de ânions específicos são dominados pelo estado de carga da camada interfacial em vez de sua estrutura química detalhada. Em um conjunto final de experimentos, os efeitos do sal foram examinados com uma monocamada feita a partir de um polipeptídeo semelhante à elastina (ELP). O peptídeo consistia em 120 repetições pentaméricas da sequência Val-Pro-Gly-Val-Gly. Os dados deste biopolímero neutro líquido seguiram uma série de Hofmeister muito fraca, mas direta. Isso sugeriu que a ligação direta de ânions aos grupos amida na espinha dorsal de um polipeptídeo é bastante fraca, de acordo com os dados da BSA. Os resultados das várias monocamadas de proteínas, surfactantes e polímeros carregados foram comparados com um modelo modificado de Gouy-Chapman-Stern. A concordância com este modelo simples foi bastante boa.