Kinetic studies of HRP adsorption on ds-DNA immobilized on gold electrode surface by EIS and SPR

This paper describes the construction of a multicomponent film via layer-by-layer (LbL) method and the kinetic analysis of the interaction between horseradish peroxidase (HRP) enzyme on calf thymus double-stranded DNA layer on a modified gold surface. Surface plasmon resonance (SPR) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) are used to characterize the successful construction of the film on the gold surface. Surface plasmon resonance provided essential information for the study and characterization of protein and nucleic acid interaction and this method is label-free and monitors the interactions in real time. The kinetic studies determined by SPR of the horseradish peroxidase film formation on ds-DNA layer showed values of 24.7 L mol-1 s-1 and 1.2×10-3 s-1 for k a and k d, respectively. The Gibbs free energy obtained for the system was -23.1 kJ mol-1. The results obtained show that the interaction of the enzymes molecules on ds-DNA is kinetically and thermodynamically favourable and the interaction among the layers probably occurs mainly by attraction of opposite charges.Este trabalho descreve a construção de um filme de multicomponentes via método layer-by-layer (LbL) e a análise cinética da interação da enzima peroxidase de raiz forte (HRP) sobre a camada de ds-DNA de timo de bezerro formada numa superfície de ouro modificada. As técnicas de ressonância de plásmon de superfície (SPR) e a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) foram usadas para caracterizar a construção do filme sobre a superfície de ouro. A ressonância de plásmon de superfície forneceu informações essenciais para o estudo e caracterização da interação proteína e ácido nucléico. Este método não necessita de marcador e monitora as interações em tempo real. Os estudos cinéticos obtidos por SPR da formação do filme de HRP sobre o ds-DNA apresentaram valores de 24,7 L mol-1 s-1 e 1,2×10-3 s-1 para k a e k d, respectivamente. A energia livre de Gibbs obtida para o sistema foi de - 23,1 kJ mol-1. Os resultados obtidos mostram que a interação das moléculas da enzima sobre o ds-DNA é cinética e termodinamicamente favoráveis e a interação entre as camadas ocorre principalmente pela atração de cargas opostas.16481655Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq