Cytosporone-b interaction with membrane models at the air-water interface

The study of interactions at the molecular level of compounds that have some bioactive properties with membrane models allows us to understand the bioactive-membrane mechanism of action in detail. Among these models, we can use the Langmuir monolayers, which are monomolecular films built at the air-water interface. Therefore, this work aimed to study the interaction between Cytosporone-B (Csn-B), a secondary metabolite isolated from the endophyte fungus Phomopsis sp., with Langmuir films made from six phospholipids: dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and palmitoyl-oleoyl phosphatidylcholine (POPC), as phospholipids found in erythrocyte cell membranes; dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE) and dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE), found in bacterial cell membranes; and, finally, dipalmitoylphosphatidylserine (DPPS) and palmitoyl oleoyl phosphatidylserine (POPS), found in cancer cells. To analyze the interaction effects between Csn-B and lipid monolayers, surface pressure versus area per molecule isotherms, tensiometric stability curves, surface potential isotherms, and Brewster angle micrographs (BAM) were obtained. When we analyze the surface pressure versus area per molecule isotherms, it is possible to observe that, for some films, the curve shifted to larger areas, indicating the possible incorporation of the compound into the film. However, for some unsaturated lipids, it was possible to observe a shift in the curve to smaller areas, which may indicate a possible decrease in the repulsion between the polar heads of the phospholipid. Observing the tensiometric stability tests, it is possible to conclude that there was an increase in the instability of the films with the addition of Csn-B since the surface pressure decay rate was more significant in the films with the addition of the compound. There was also an increase in the surface potential of the films after the addition of Csn-B, showing a possible ordering of the electric dipoles of the phospholipids that make up the Langmuir film. The BAM images showed the formation of some interfacial clusters for some monolayer compositions, while there were no significant changes in their morphologies for others. In short, it was possible to notice thermodynamic, structural, and morphological changes in the phospholipid films after the addition of Csn-B, in addition to observing that the chemical composition of the films ends up altering the physical-chemical phenomenon observed. We believe that such data can contribute to a possible understanding of the molecular action of substances with possible biological activities in natural lipid interfaces.O estudo de interações em nível molecular de compostos que possuem alguma propriedade bioativa com modelos de membrana nos permite entender detalhadamente o mecanismo de ação bioativo-membrana. Dentre estes modelos, podemos utilizar as monocamadas de Langmuir, que são filmes monomoleculares construídos na interface ar-água. Sendo assim, esse trabalho teve o objetivo de estudar a interação entre a Citosporona-B (Csn-B), um metabólito secundário isolado a partir do fungo endófito Phomopsis sp., com filmes de Langmuir constituídos a partir de seis fosfolipídios: o dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) e o palmitoiloleoilfosfatidilcolina (POPC), como fosfolipídios encontrados em membranas celulares de eritrócitos; o dipalmitoilfosfatidiletanolamina (DPPE) e o dioleoilfosfatidiletanolamina (DOPE), encontrados em membranas celulares de bactérias; e, por fim, o dipalmitoilfosfatidilserina (DPPS) e o palmitoiloleoilfosfatidilserina (POPS), encontrados em células cancerígenas. Para analisar os efeitos da interação entre a Csn-B e as monocamadas lipídicas, foram obtidas isotermas de pressão superficial versus área por molécula, curvas de estabilidade tensiométrica, isotermas de potencial de superfície, e micrografias de ângulo de Brewster (BAM). Quando analisamos as isotermas de pressão superficial versus área por molécula, é possível observar que para alguns filmes, houve o deslocamento da curva para área maiores, indicando uma possível incorporação do composto ao filme. Porém, para alguns lipídios insaturados, foi possível observar um deslocamento da curva para áreas menores, o que pode indicar uma possível diminuição na repulsão entre as cabeças polares do fosfolipídio. Observando os testes de estabilidade tensiométrica, é possível concluir que houve um aumento na instabilidade dos filmes com a adição da Csn-B, devido ao fato da taxa de decaimento da pressão superficial ser maior nos filmes com adição do composto. Houve, também, aumento no potencial de superfície dos filmes após a adição da Csn-B, mostrando um possível ordenamento dos dipolos elétricos dos fosfolipídios que compõem o filme de Langmuir. As imagens de BAM mostraram a formação de alguns aglomerados interfaciais para algumas composições da monocamada, enquanto para outros, não tiveram mudanças significativas em suas morfologias. Em suma, foi possível notar mudanças termodinâmicas, estruturais e morfológicas nos filmes dos fosfolipídios após a adição da Csn-B, além de observamos que a composição química dos filmes acaba alterando o fenômeno físico-químico observado. Acreditamos que tais dados possam contribuir para o possível entendimento sobre a ação molecular de substâncias com possíveis atividades biológicas em interfaces lipídicas naturais.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES