Análise de proteínas
Caracterização térmica precisa de proteínas, biomoléculas e formulações biológicas
As proteínas estão entre as macromoléculas biológicas mais sensíveis e constituem a base de inúmeros princípios ativos farmacêuticos, vacinas, anticorpos e produtos biotecnológicos. Mesmo pequenas alterações na temperatura, no pH ou na formulação podem afetar a estrutura tridimensional e, consequentemente, a função biológica.
Os métodos termoanalíticos modernos permitem estudar o dobramento, a desnaturação, a agregação e as interações moleculares das proteínas. Fornecem informações essenciais para o desenvolvimento de formulações estáveis, para a otimização dos processos de fabrico e para garantir a qualidade do produto ao longo de todo o seu ciclo de vida.
Com os equipamentos de análise da LINSEIS, é possível caracterizar proteínas e outras biomoléculas com elevada sensibilidade e com pouca quantidade de amostra – desde a investigação básica até ao controlo de qualidade farmacêutico.
Questões relevantes
- A que temperatura é que uma proteína se desnatura?
- Quão estável é uma formulação proteica?
- Que impacto têm os tampões ou os excipientes na estabilidade?
- De que forma é que as condições de armazenamento influenciam a estrutura das proteínas?
- Quando é que ocorrem os processos de agregação?
- Como é que os ligantes ou os anticorpos alteram a estrutura das proteínas?
- Qual é a fórmula que oferece a maior estabilidade a longo prazo?
- Como é que se podem otimizar os produtos biofarmacêuticos sensíveis?
Parâmetros relevantes do material e do processo
| Parâmetros | Significado |
|---|---|
| Temperatura de desnaturação (Tm) | Estabilidade térmica e estado de dobramento das proteínas |
| Entalpia de desnaturação | Energia necessária para a desdobramento da proteína |
| Plegamento das proteínas | Avaliação da estrutura nativa da proteína |
| Agregação | Estabilidade e comportamento a longo prazo das formulações biológicas |
| Capacidade térmica (Cp) | Caracterização das alterações na estrutura térmica |
| Entalpia de ligação | Análise das interações proteína-ligando e proteína-proteína |
| Estabilidade térmica | Avaliação das condições de armazenamento e transporte |
| Teor de humidade | Influência na estabilidade e na durabilidade dos produtos biológicos |
Métodos de medição para a análise de proteínas
Calorimetria (KAL)
Análise de alta sensibilidade das interações moleculares e dos processos de ligação.
Análise de
- Entalpia de ligação
- Interações proteína-ligando
- Interações proteína-proteína
- Calor de reação
- Estabilidade molecular
Aplicações típicas
- Desenvolvimento de princípios ativos
- Investigação sobre anticorpos
- Cinetica enzimática
- Biotecnologia
- Investigação fundamental
Termogravimetria (TGA)
Determinação da humidade, do teor de solventes e da estabilidade térmica de amostras biológicas.
Análise de
- Teor de água
- Resíduos de solventes
- Decomposição térmica
- Perda de massa
- Estabilidade
Aplicações típicas
- Produtos liofilizados
- Formulações farmacêuticas
- Biomateriais
- Excipientes
- Controlo de qualidade
Instrumentos de medição recomendados para a análise de proteínas
CAL L92 - Micro-
calorímetro
DSC L63
Exemplo prático: Estabilidade térmica das proteínas terapêuticas
Análise térmica de complexos de proteínas e nanopartículas
Por que é que a caracterização térmica das proteínas é fundamental
As proteínas são extremamente sensíveis ao calor e às alterações no ambiente em que se encontram. Mesmo pequenas alterações na sua estrutura podem afetar a sua função biológica e reduzir a eficácia dos produtos farmacêuticos.
A combinação de métodos de análise modernos permite:
- Determinação da temperatura de desnaturação
- Estudo do dobramento e da agregação das proteínas
- Análise das interações entre proteínas e ligantes
- Avaliação da estabilidade térmica
- Otimização de formulações biológicas
- Apoio a estudos de estabilidade
- Controlo de qualidade de produtos biofarmacêuticos
Aplicações – Farmacêutica, Alimentar e Ciências da Vida
Perguntas frequentes – Análise de proteínas
Por que é que a temperatura de desnaturação de uma proteína é importante?
A temperatura de desnaturação (Tm) é a temperatura em que uma proteína perde a sua estrutura tridimensional nativa. É um parâmetro fundamental para avaliar a estabilidade térmica e ajuda a desenvolver formulações robustas, bem como condições de armazenamento adequadas.
Que métodos de medição são adequados para a análise de proteínas?
Para a análise de proteínas, utilizam-se principalmente a DSC, a microcalorimetria, a TGA e a STA. A DSC analisa o dobramento e a desnaturação, enquanto a microcalorimetria estuda os processos de ligação e as interações moleculares. A TGA e a STA fornecem informações complementares sobre a estabilidade térmica e o comportamento face à humidade.
Quais são as vantagens da microcalorimetria?
A microcalorimetria permite medir diretamente os efeitos térmicos mais pequenos nas interações proteína-ligando ou proteína-proteína. Assim, é possível determinar entalpias de ligação, afinidades e parâmetros termodinâmicos sem marcação nem fluorescência.
Que proteínas podem ser analisadas?
Os sistemas LINSEIS são adequados para enzimas, anticorpos, vacinas, proteínas terapêuticas, péptidos, biomateriais e outras macromoléculas biológicas.
Por que é que a estabilidade térmica é tão importante para os produtos biofarmacêuticos?
Os princípios ativos biofarmacêuticos têm de manter a sua estrutura e função ao longo de todo o ciclo de vida. As análises térmicas ajudam a desenvolver formulações, embalagens e cadeias de frio adequadas.
