Tendências Recentes em Análise de Interação Intermolecular com ITC
Verna Frasca, gerente de aplicações para produtos MicroCal, realizou uma pesquisa sobre artigos relacionados ao ITC até 30 de junho de 2018, utilizando o Google Scholar. Aqui estão os resultados.
Leia este artigo em inglês aqui（texto original em inglês）
O que é ITC? O Padrão Ouro em Análise de Interação Intermolecular
ITC é considerado o padrão ouro para análise de interações intermoleculares de biomoléculas como proteínas, ácidos nucléicos e lipídios. Além de medir a força de ligação, também permite obter parâmetros de estequiometria e termodinâmicos.
História do ITC: O Primeiro ITC do Mundo é da MicroCal
Voltamos a 1987. A MicroCal LLC (atualmente Malvern Panalytical), localizada na costa leste dos EUA em Northampton, iniciou as vendas do sistema OMEGA. (Surpreendentemente, existem unidades OMEGA ainda em uso!) Depois, em 1992, lançaram o MCS ITC, em 1998 o VP-ITC (ainda em venda!), e em 2007 o iTC200, que marcou sucesso na miniaturização. Em 2004, o AutoITC totalmente automático, o primeiro do mundo, foi desenvolvido, seguido pela grande melhoria, Auto-iTC200, em 2008. Em 2015, começaram a fabricação e venda do PEAQ-ITC e do PEAQ-ITC Automated, tanto hardware quanto software evoluíram.
Há milhares de unidades de ITC em uso em instalações de pesquisa em ciências da vida e fabricantes de biofármacos e pequenas moléculas no mundo todo.
Pesquisa de Artigos sobre ITC: Crescimento Exponencial no Número de Publicações
Ao procurar por “MicroCal + (nomes dos produtos ITC listados com ‘ou’)” no Google Scholar a cada cinco anos, os seguintes resultados foram obtidos.
- 1988-1992: 15 hits
- 1993-1997: 246 hits
- 1998-2002: 857 hits
- 2003-2007: 2250 hits
- 2008-2012: 4360 hits
- 2013-2018: 5800 hits
Está claro que o número de publicações utilizando MicroCal ITC aumentou significativamente.
Ao analisar esses artigos, nota-se que diferentes tipos de interações intermoleculares são avaliadas. Por exemplo, proteína-pequena molécula, proteína-proteína, proteína-DNA, antígeno-anticorpo, e enzimas com substratos. O ITC é geralmente utilizado para avaliar a ligação entre compostos candidatos a fármacos de pequenas moléculas e suas moléculas-alvo (principalmente proteínas). Avaliações em nanopartículas, polímeros, membranas, surfactantes e micelas também estão se tornando cada vez mais comuns.
Mais de 350 publicações incluem este tipo de estudo, e entre janeiro de 2015 e o final de junho de 2018, pelo menos 25 artigos que utilizaram sistemas ITC da MicroCal foram publicados em 32 revistas (números arredondados).
Exemplos de Medições com ITC em Revistas
Aqui estão apresentados exemplos de medições com ITC publicadas em diversas revistas (todos em inglês).
Acta parasitological: “Mensuração da força de ligação entre proteínas presas interagindo com Toxoplasma gondii SAG1 e SAG2 usando calorimetria de titulação isotérmica (ITC)”
AIDS: “Desenvolvimento de um inibidor de fusão de HIV-1 altamente potente direcionado ao bolso gp41”
Allergy: “Caracterização da quitinase-A do milho, uma molécula alérgica resistente”
Anesthesiology: “Descoberta de uma nova classe de anestésico geral usando triagem de alto rendimento”
Archives of Toxicology: “Interação de ácidos perfluoroalquil com a proteína de ligação a ácidos graxos do fígado humano”
Bioengineering & Translational Medicine: “Almejando células de câncer cervical infectadas por HPV com lipossomas PEGuilados encapsulando siRNA e o papel da complexação de siRNA com polietilenimina”
Biomedicine & Pharmacotherapy: “Nanocorpos direcionados ao rico em prolina cortactina, regiões helicoidais e de ligação a actina reduzem a formação de invadopódios e degradação da matriz em células de câncer SCC-61”
Blood: “Base estrutural para a ligação da quinina dependente de anticorpo à integrina αIIbβ3 plaquetária”
Breast Cancer Research: “Gosipol tem efeitos anti-câncer ao atingir MDM2 e VEGF em câncer de mama humano”
Cell Host & Microbe: “Conservação estrutural apesar da enorme diversidade de sequências permite a ligação de EPCR pela família PfEMP1 implicada em malária infantil severa”
Cerebral Cortex: “Inversão das camadas corticais e desregulação do sinal de reelin na ausência de SOCS6 e SOCS7”
Chemical Research in Toxicology: “Identificação e estudos de interação molecular de disruptores de receptores de hormônio tireoidiano entre contaminantes de pó doméstico”
Chemistry Select: “Um estudo com ITC sobre a energia de interação entre biopolímeros de galactomanano e nanopartículas MO2 selecionadas em hidrogéis”
ChemNanoMat: “O efeito da PEGilação na ligação multivalente: um estudo de ressonância de plasmon de superfície e calorimetria de titulação isotérmica com copolímeros GATG dendríticos PEG estruturalmente diversos”
Chirality: “Calorimetria de titulação isotérmica de nanopartículas poliméricas quirais”
Clinical and Translational Oncology: “Seleção de aptâmeros de DNA para o domínio extra-celular do receptor do fator de crescimento epidérmico humano 2 para detectar carcinomas HER2 positivos
Cogent Biology: “Isolamento e purificação de fitocistatina da amêndoa: Caracterização bioquímica, biofísica e imunológica
Colloid and Polymer Science: “Adsorção de lisozima em nanopartículas poliméricas responsivas ao pH: estudos por SAXS de fluxo interrompido e ITC
Extremophiles: “Ligação de RNA de alta afinidade por uma proteína de ligação de DNA de fita simples hipertermofílica
Flavour and Fragrance Journal: “Separação fácil de acetato de cinamila e cinamaldeído baseada em complexação hospedeiro-convidado com β-ciclodextrina
Food Chemistry: “Efeito da adição de manoproteínas na interação entre flavonóis do vinho e proteínas salivares
Food Research International: “Avaliação da atividade inibitória da butirilcolinesterase por ácidos clorogênicos e extratos de café avaliados em modelos de simulação de ITC e docking
Journal of Agricultural and Food Chemistry: “A concentração de etanol influencia os mecanismos de interação de taninos do vinho com poli(L-prolina) em vinho modelo
Water, Air, & Soil Pollution: “Explorando o efeito do Cu2+ na hidrólise de lodo e mecanismo de interação entre Cu2+ e xilanase por métodos multiespectrais e termodinâmicos
Desde 2015, as seguintes publicações incluem capítulos de protocolo utilizando MicroCal ITC.
AMPK (Methods in Molecular Biology, volume 1732): “Aplicações de RMN e ITC para o estudo da cinética da ligação de carboidratos por módulos de ligação de carboidratos da subunidade β da AMPK
Antimicrobial Peptides (Methods in Molecular Biology, volume 1548): “Métodos de calorimetria para estudar interações de membrana e perturbações induzidas por peptídeos de defesa antimicrobianos
Applied Biophysics for Drug Discovery: “Termodinâmica na descoberta de fármacos
Biocalorimetry (Methods, volume 76):
Biocalorimetry: Fundamentos e abordagens contemporâneas
Biochemical Roles of Eukaryotic Cell Surface Macromolecules (Advances in Experimental Medicine and Biology, volume 842): “Caracterização biofísica da interação de O-acilcolinas com a principal proteína do plasma seminal bovino, PDC-109
c-Di-GMP Signaling (Methods in Molecular Biology, volume 1657): “Calorimetria de titulação isotérmica para determinar constantes aparentes de dissociação (Kd) e estequiometria de interação (n) de proteínas de ligação a c-di-GMP
Calorimetry (Methods in Enzymology, volume 567)
Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry: “Calorimetria de ácidos nucléicos
Excipient Applications in Formulation Design and Drug Delivery: “Interações de excipientes de drogas
Glycosaminoglycans: “Usando calorimetria de titulação isotérmica para determinar parâmetros termodinâmicos da interação proteína-glicosaminoglicano
In Vitro Mutagenesis (Methods in Molecular Biology, volume 1498): “Métodos bioquímicos e biofísicos para examinar os efeitos da mutagênese dirigida em atividades enzimáticas e interações entre proteínas
Molecular Physiology and Ecophysiology of Sulfur: “Investigação de interações proteína-proteína de ferredoxina e sulfito redutase sob diferentes concentrações de cloreto de sódio por espectroscopia de RMN e calorimetria de titulação isotérmica
Nucleic Acid Aptamers (Methods in Molecular Biology, volume 1380): “Determinação sem rótulo da constante de dissociação de pequena molécula-aptâmero por calorimetria de titulação isotérmica
Nucleic Acid Crystallography (Methods in Molecular Biology, volume 1320): “Calorimetria de titulação isotérmica: cristalização assistida de complexos RNA-ligante
Polymer Micelles: “Termodinâmica de Micelização do Copolímero em Bloco Anfifílico Pluronic P123 (EO20PO70EO20) em Soluções Aquosas de Nitrato de Etilamônio
Potassium Channels (Methods in Molecular Biology, volume 1684): “Ligação de íons a proteínas transportadoras usando calorimetria de titulação isotérmica
Semaphorin Signaling Methods (Methods in Molecular Biology, volume 1493): “Caracterização de interações da GTPase Plexina usando filtração em gel, espectrometria de ressonância de plasmon de superfície e calorimetria de titulação isotérmica
SH2 Domains (Methods in Molecular Biology, volume 1555): “Medição calorimétrica de afinidades de ligantes do domínio SH2
Thermodynamics and Kinetics of Drug Binding: “Perfil termodinâmico de inibidores da anidrase carbônica”
Vitamin C: “Encapsulamento de vitamina C em β-ciclodextrina para liberação avançada e regulada
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