Interacciones moleculares in vitro entre óxido de grafeno (GO) y los factores de iniciación de la síntesis de proteínas IF1 e IF3 de Escherichia Coli

Abstract

El óxido de grafeno (GO) es un material derivado del grafeno, ampliamente estudiado en los últimos años y empleado en diversos sistemas sensores debido a sus destacables propiedades electroópticas. Entre ellas destaca su capacidad de absorber la fluorescencia en función de la distancia entre fluoróforos y el GO. En este trabajo de investigación se desarrollaron bio nanomateriales en base de GO y derivados fluorescentes de los factores de iniciación de la síntesis proteica bacteriana IF1 e IF3 con el fin de desarrollar plataformas sensoras de la interacción de dichos factores con compuestos potencialmente bioactivos. El GO mostró moderada capacidad de asociación con los factores de iniciación IF1 e IF3, los cuales exhibieron una marcada disminución de la intensidad de fluorescencia al unirse con el GO (aproximadamente 60% para IF1 y superior al 70% para IF3). El sistema desarrollado alcanzó una elevada sensibilidad para ambas proteínas permitiendo la medición de 684 fmoles para IF1 y 900 fmoles para IF3 en reacciones con volúmenes menores a 60 μL. La recuperación de fluorescencia observada fue significativa al emplear proteínas respectivas no fluorescentes (dark) como competidores de unión a GO, demostrando que la interacción del GO son mediados por las proteínas y no por los compuestos fluorescentes. Adicionalmente, la reversibilidad de esta asociación brinda sólidas bases para monitorear la asociación de los IF’s al ribosoma bacteriano u otros componentes de la fase de la iniciación de la síntesis proteica bacteriana como plataforma para identificar fármacos afines al ribosoma y que catalizan la disociación de los factores de iniciación. Adicionalmente, la alta sensibilidad y reducido requerimiento de materiales brinda características ideales para el desarrollo de sistemas de tamizaje de alto rendimiento para encontrar nuevas moléculas que unen a los factores de iniciación estudiados. Esta plataforma promete ser muy útil en el desarrollo de biosensores y sistemas de medición y ensayos con nuevos potenciales antibióticos.