Interacción entre beta-lactoglobulina y una cadena de polielectrolito débil: un estudio computacional

Abstract

La beta-lactoglobulina (BLG) es la principal proteína del suero lácteo, se destaca por su elevadovalor nutricional. Nuestro objetivo es puricar la BLG mediante métodos sencillos, rápidos y económicos para su aplicación a escala industrial. Se puede obtener concentrados de la BLG mediantela formación de un complejo con un polielectrolito (PE). Estos complejos en ciertas condicionesson insolubles y fácilmente separables. En el presente trabajo estudiamos a nivel molecular la interacción entre una molécula de BLG y una cadena de polielectrolito ácido débil. La metodologíautilizada consiste en un modelo de grano grueso con un número mínimo de parámetros que permiten representar la esencia sicoquímica del proceso y simulación por el método de Monte Carlo.Se analiza la carga neta de la proteína (en su forma monómerica y dimérica) como una funcióndel pH de la solución. Además, se estudia el grado de disociación del polielectrolito aislado comouna función del pH y varios valores del parámetro de distancia entre monómeros consecutivos (l0).Dicho parámetro adquirió valores de 0.25 nm, 0.50nm y 0.75 nm. Los resultados obtenidos para laionización de la cadena aislada de PE (40 monómeros) se compararon con el grado de disociaciónideal (pKa=3.5). Se observó que el PE presenta una menor ionización cuando la l0 tiene valores menores. Esto se debe a una mayor repulsión electrostática entre monómeros cargados negativamente,lo cual generaba una mayor protonación de los grupos ácidos. Por lo tanto el grado de disociaciónpara un mismo valor de pH era menor que el ideal, y genera un corrimiento efectivo del pKa haciala derecha del pKa intrínseco. La adsorción de PE sobre la supercie de la proteína fue estudiadamediante la cuanticación de la formación de pares iónicos (monómero cargado y residuo cargado).La adsorción se ve favorecida cuando las condiciones del medio generan una carga neta positiva enla proteína. Esto sucede en rango de pH menor al punto isoeléctrico de la proteína (pI=4.8). Conla adsorción del PE aumenta su ionización, debido a la carga neta positiva de la proteína. En elrango de pH 2,5 a 4,5 se observó un máximo de condensación de monómeros sobre la supercie dela proteína. A mayores valores de pH la proteína esta cargada negativamente por lo tanto se generaluna repulsión electrostática con el PE. A menores valores de pH, el PE se grado de protonación esmáximo y pierde la mayoría de su carga negativa. Como consecuencia la interacción electrostáticaatractiva entre proteína y PE se anula.