Vol. 50 (2014), Issue 5, p. 58-66

Spectroscopic and Microscopic Evaluation of Immobilized Cytochrome C Interaction with Cyanide/Arsenic Ligands in Quantitative Analysis

Xolile Fuku, Boitumelo Kgarebe, Emmanuel Iwuoha, Priscilla Baker

Abstract

УДК 661:543.68

 

The electrochemical, spectroscopic and microscopic analyses of cytochrome c and its immobilization on bare glassy carbon (GC) and platinum (Pt) electrodes were performed. Cytochrome c interaction was examined by studying cyanide and arsenic as model compounds for these types of behavior. Subtractively normalized interfacial Fourier transform infrared (SNIFTIR) spectroscopy, fluorescence and electrochemical methods, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the protein in the immobilized state and to confirm that the protein was not denatured upon binding to the pre-treated bare GC and Pt electrodes. The spherical morphology of the immobilized protein, which is typical of native cytochrome c, was observed using AFM. The protein binding was monitored as a decrease in peak currents (by CV) for the immobilized protein. Under analysis was also a decrease in emission intensities by fluorescence in solution, by the FTIR and SNIFTIR spectroscopies. Fluorescence and AFM proved the existence of the binding process between the protein and the analytes. This behavior was confirmed by the FTIR and SNIFTIR spectroscopies, which gave evidence that the binding event took place at the amino acids side chain of the protein.

 

Keywords: toxicity, cytochrome c, platinum electrode, glassy carbon electrode. 

 

 

Было проведено электрохимическое, спектроскопическое и микроскопическое исследование цитохрома С и его иммобилизации с использованием двух электродов: стекловидного угольного (GC) и платинового (Pt). Поведение цитохрома С изучалось с использованием цианида и мышьяка как эталонных соединений для такого типа изменений. Для характеристики протеина в связанном состоянии и для подтверждения того факта, что он не был денатурирован при связывании на заранее обработанных электродах, упомянутых выше, были использованы такие методы, как: инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье для границы раздела с нормализованным вычитанием фона (SNIFTIR), флюоресценция, электрохимический анализ, ИК спектроскопия с Фурье-преобразованием (FTIR), а также атомно-силовая микроскопия (AFM). Сферическая морфология связанного протеина, типичная для природного цитохрома С, была определенна с помощью AFM. Связывание протеина прослеживалось как снижение пикового тока, используя вольтамперометрию. Кроме того, было проанализировано снижение интенсивности излучения при флуоресценции в растворе, при применении FTIR и SNIFTIR. Флюоресценция и AFM продемонстрировали наличие процесса связывания белка с аналитами. Это было подтверждено также спектроскопиями FTIR и SNIFTIR, что свидетельствует о том, что процесс связывания происходит в боковой цепи аминокислотного остатка белка.

 

Kлючевые слова: токсичность, цитохром С, платиновый электрод, стекловидный угольный электрод.

 

 

Download full-text PDF. 723 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.