Preparación de nanopartículas de plata conjugadas con sideróforos y evaluación de su aplicación en la detección bacteriana

Abstract

[Resumen] La adquisición de hierro por parte de las bacterias es un proceso fundamental para la vida de éstas. En su interior, las bacterias biosintetizan sideróforos, agentes quelantes de bajo peso molecular, que presentan gran afinidad por el Fe (III). Los sideróforos son expulsados al medio para captar el hierro formando complejos hierro-sideróforo y posteriormente la célula los transporta a su interior mediante receptores de membrana específicos para cada sideróforo. Aprovechando la interacción entre el complejo hierro-sideróforo y las proteínas receptoras de membrana se pretende desarrollar un nuevo método de detección de bacterias. Para ello se plantea la síntesis de conjugados de nanopartículas de plata (AgNPs) y sideróforos empleando espaciadores, con el fin de conseguir un método sencillo de detección de bacterias. Este trabajo se dividió en tres partes. En primer lugar, se realizó la síntesis de nanopartículas de plata y de determinados sideróforos unidos a espaciadores. Posteriormente, se realizó la conjugación de ambas partes para obtener un conjugado AgNPs-espaciador-sideróforo representado en la Figura 1 y, por último, la realización de ensayos de detección bacteriana. [Figura 1 Conjugado nanopartícula-espaciador-sideróforo] Las AgNPs se caracterizaron mediante Microscopia Electrónica de Transmisión (MET) y espectroscopia UV-Vis, mientras que los sideróforos se caracterizaron mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón, carbono y técnicas de espectrometría de masas. Los ensayos de detección bacteriana se siguieron mediante espectroscopia UV-Vis.

[Resumo] A adquisición de ferro por parte das bacterias é un proceso fundamental para a vida destas. No seu interior, as bacterias biosintetizan sideróforos, axentes quelantes de baixo peso molecular, que teñen unha gran afinidade polo Fe (III). Os sideróforos son expulsados ao medio para capturar o ferro formando os complexos ferro-sideróforos e, posteriormente, a célula transpórtaos ao seu interior a través de receptores de membrana específicos para cada sideróforo. Aproveitando a interacción entre o complexo ferro-sideróforo e as proteínas receptoras de membrana preténdese desenvolver un novo método para a detección de bacterias. Para iso, proponse a síntese de conxugados de nanopartículas de prata (AgNPs) e sideróforos empregando espazadores, para lograr un método sinxelo de detección bacteriana. Este traballo dividiuse en tres partes. En primeiro lugar, realizouse a síntese de nanopartículas de prata e certos sideróforos unidos aos espazadores. Posteriormente, realizouse a conxugación de ambas partes para obter un conxugado AgNPs-espazador-sideróforo representado na Figura 1 e, finalmente, o desempeño dos ensaios de detección bacteriana. [Figura 1 Conxugado de nanopartículas-espazador-sideróforo] As AgNPs caracterizándose mediante microscopia electrónica de transmisión (MET) e espectroscopia UV-Vis, mentres que os sideróforos foron caracterizados por técnicas de espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón, carbono e técnicas de espectrometría de masas. Os ensaios de detección bacteriana foron seguidos mediante espectroscopia UV-Vis.

[Abstract] The acquisition of iron by bacteria is a fundamental process for their life. Inside, bacteria biosynthesize siderophores, low molecular weight chelating agents, which have a high affinity for Fe (III). The siderophores are expelled to the medium to capture iron, forming iron-siderophore complexes and subsequently the cell transports them to the interior through specific membrane receptors for each siderophore. Taking advantage of the iron-siderophore complex and bacterial receptors interaction, we aim to develop a new method for the detection of bacteria. For this, we propose the synthesis of conjugates made of silver nanoparticles (AgNPs) and siderophores connected through a spacer is proposed, in order to achieve a simple method for bacterial detection. This work was divided into three parts. The first one involves the synthesis of silver nanoparticles and certain siderophores modified with spacers. Subsequently, conjugation of both parts was performed to obtain the conjugate AgNPs-spacer-siderophore represented in Figure 1 and, finally, the implementation of bacterial detection tests. [Figure 1 Nanoparticle-spacer-siderophore conjugate] AgNPs were characterized by Transmission Electron Microscopy (TEM) and UV-Vis spectroscopy, while the siderophores were characterized by proton and carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy, and mass spectrometry. Bacterial detection assays were followed by UV-Vis spectroscopy.