Variações na Hidratação de Proteínas e na Rede de Ligações de Hidrogênio de Moléculas de Água Induzidas pelas Mudanças nas Estruturas Secundárias das Proteínas Estudadas por Meio de Espectroscopia no Infravermelho Próximo

Este estudo investigou como as mudanças estruturais secundárias das proteínas em soluções aquosas afetam sua hidratação e a rede de ligações de hidrogênio das moléculas de água usando espectroscopia no infravermelho próximo (NIR). As soluções aquosas de três tipos de proteínas, ou seja, ovalbumina, β-lactoglobulina e albumina sérica bovina, foram desnaturadas por aquecimento, e as mudanças nas bandas de NIR da água que refletem os estados das ligações de hidrogênio induzidos pelas mudanças estruturais secundárias das proteínas foram investigadas. Durante o aquecimento, as ligações de hidrogênio intermoleculares entre as moléculas de água, assim como entre as moléculas de água e as proteínas, foram quebradas, e as moléculas de proteína não estavam mais fortemente ligadas pelas moléculas de água ao redor. Consequentemente, a desnaturação foi observada como procedendo dependendo das propriedades termodinâmicas das proteínas. Quando as soluções aquosas de proteínas foram resfriadas após a desnaturação, a rede de ligações de hidrogênio foi reformada. No entanto, o estado de hidratação da proteína foi alterado devido às mudanças estruturais secundárias das proteínas, e os padrões de variação foram diferentes dependendo da espécie de proteína. Essas mudanças na hidratação da proteína podem ser derivadas das diferenças nas cargas superficiais das proteínas. A elucidação do mecanismo de hidratação da proteína e da formação da rede de ligações de hidrogênio das moléculas de água proporcionará uma compreensão abrangente do funcionamento e disfunção das proteínas derivadas das mudanças estruturais nas proteínas.