Síntese de polietilenoiminas ramificadas decoradas com grupos hidrofóbicos e nucleosídeos e estudos de sua interação com dodecilsulfato de sódio e DNA

Abstract

A poli(etilenoimina) (PEI) foi modificada por meio da alquilação com grupos n-alquila (n = 4, 6, 8 e 12 carbonos). O espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS), tensão superficial, emissão de fluorescência do pireno, viscosidade e medidas de pH foram as técnicas usadas para investigar a conformação e agregação das PEIs hidrofobicamente modificadas em solução aquosa, na ausência e na presença de dodecil sulfato de sódio (SDS). Medidas de SAXS mostraram que o raio de giro diminui com o aumento do comprimento da cadeia alquílica, enquanto que os dados de viscosidade indicaram uma diminuição na viscosidade intrínseca. A PEI não modificada não apresentou atividade na superfície, enquanto as PEIs modificadas mostraram atividade pronunciada na superfície e presença de domínios hidrofóbicos. Na presença de SDS, o início da formação do complexo polímero-surfactante foi determinado, indicando uma diminuição na concentração de agregação crítica (cac) com o aumento no comprimento da cadeia alquílica substituída na PEI. A PEI também foi decorada com o grupo uridina com dois graus de substituição (5% e 15%). A formação de complexos das PEIs, decoradas com uridina ou hidrofobicamente modificadas, com o DNA do timo de bezerro foi investigada através das técnicas de emissão de fluorescência do brometo de etídio, espectrofotometria de UV-Vis, dicroísmo circular (CD), potencial zeta, viscosidade, espalhamento de luz dinâmico (DLS) e SAXS, na ausência e na presença de SDS. Todas as PEIs apresentaram três etapas na formação de complexos com o DNA: a primeira, quando uma pequena quantidade de polieletrólito foi adicionada, as cadeias do DNA são parcialmente condensadas; a segunda, quando mais polieletrólito foi adicionado, apresenta complexos com densidade de carga nula, com tamanho micrométrico; a terceira, em concentrações mais altas da PEI, o DNA foi completamente condensado pelas cadeias das PEIs, formando complexos positivamente carregados com valores de RH,ap na faixa de 51 a 88 nm. Análises de viscosidade e SAXS sugerem que o a PEI não modificada teve a interação mais forte e que melhor condensa o DNA.<br>

Abstract : The polyethylene imine (PEI) was modified by means of the alkylation with n-alkyl groups (n = 4, 6, 8 and 12 carbons). Small-angle X-ray scattering (SAXS), viscosity, surface tension, and pyrene fluorescence emission were then used as techniques to examine the conformation and aggregation of the hydrophobically modified PEIs in aqueous solution, in the absence and presence of sodium dodecylsulfate (SDS). Analysis of the SAXS data showed that the radius of gyration decreases with an increase in the alkyl chain length of the polymer, while the viscosity data indicated a decrease in the intrinsic viscosity under the same conditions. The nonmodified PEI was not surface active, while the hydrophobically modified samples showed pronounced surface activity and the presence of hydrophobic domains. On addition of SDS, the onset of the formation of polymer#surfactant complexes was determined, indicating a decrease in the critical aggregate concentration (cac) with an increase in the alkyl chain length of the polymer backbone. The PEI also was decorated with uridine groups with two substitution degrees (5% and 15%). The complex formation of the decorated or hydrophobically modified PEI with calf thymus DNA was investigated through of the ethidium bromide fluorescence emission, UV-Vis spectrophotometry, circular dichroism (CD), potential zeta, viscosity, dynamic light scattering (DLS) and SAXS techniques, in the absence and presence of SDS. All versions of PEI showed three steps in complexes formation with DNA: first, when a small amount of polyelectrolyte was added, DNA chains were partially condensed; second, when more polyelectrolyte was added, the complexes had a null charge density and micrometric size; third, at higher concentration of PEI, the DNA was fully condensed by PEI chains, leading to positively charged complexes with RH,ap values in the range of 51-88 nm. Viscosity and SAXS analyses suggested that the unmodified PEI had the stronger interaction and promoted the best DNA condensation.