Microscopia de força atômica associada à espectrometria de massa na caracterização de sistemas protéicos

Abstract

Visando o desenvolvimento de uma metodologia analítica rápida e econômica orientada para estudos de sistemas moleculares formados por proteínas, o presente trabalho teve como objetivo primordial a associação entre duas poderosas técnicas para análise de proteínas, a microscopia de força atômica (AFM) e a espectrometria de massa (MS). Tendo como perspectiva principal para a associação AFM-MS o estudo do interatoma. A microscopia de força atômica é uma importante técnica para análise de sistemas supramoleculares, dentre outras informações, permite à obtenção da topografia desses sistemas possibilitando que as dimensões das estruturas que o compõe sejam mensuradas, sendo assim, essa ferramenta de análise fornece informações importantes no que diz respeito a estruturas quaternárias formadas por proteínas, sugerindo como as subunidades interagem para formação de complexos moleculares. A determinação precisa da massa molecular por espectrometria de massa possibilita a solução de diversos problemas relacionados às questões bioquímicas, como a determinação direta das estruturas primária e quaternária de proteínas, determinação de modificações pós traducionais, identificação de proteínas e etc. Graças a sua versatilidade e sensibilidade, a espectrometria de massa vem se destacando como ferramenta indispensável para a análise de proteínas. O presente trabalho propõe a associação da microscopia de força atômica com a espectrometria de massa objetivando análises rápidas nas quais uma mesma amostra é submetida às duas ferramentas analíticas, identificando, também, em quais aspectos essas duas técnicas se complementam na investigação de sistemas protéicos. Nos experimentos, proteínas adsorvidas em superfície de mica, suporte frequentemente utilizado nas análises por AFM, tiveram sua morfologia estudada por AFM e, em seguida, foram analisadas por MALDI-MS na mesma superfície, adaptada a placa do MALDI por meio de uma fita dupla face. Em outras circunstâncias, a amostra adsorvida em mica foi submetida a reações para caracterização e identificação das proteínas por MALDI-MS. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Aiming the development of analytical methodology oriented for rapid analysis of protein supramolecular systems, we present in this work the association between two powerful techniques for protein analysis: atomic force microscopy (AFM) and mass spectrometry (MS). The AFM-MS prospects are mainly directed to the interactome study. Atomic force microscopy is a powerful analytical technique for supramolecular systems. Among other information, it provides the system topography and enables the measurement of subunits dimensions. So, it deals about an analytical tool which provides important information regarding the quaternary protein structure, giving a track about how subunits interact to each other in molecular complexes formation. The precise molecular weight determination by mass spectrometry allows the solution of various problems related to biochemical issues, such as determining proteins primary and quaternary structure, characterization of their post-translational modifications, proteins identification and so on. Thanks to its versatility and sensitivity, mass spectrometry has been highlighting as an indispensable analytical tool for protein analysis. This work suggests the association of atomic force microscope and mass spectrometry for rapid analysis of a single sample. We identified the aspects in which these techniques are complementary for investigation of protein systems. For the first time, proteins adsorbed onto mica surface (support often used in AFM analysis) were identified by MALDI-MS, after having their topography examined by AFM. Samples adsorbed on mica were also subjected to reactions for protein characterization and identification by MALDI-MS.