As tioflavinas são corantes fluorescentes usados em histologia e em estudos fisiológicos de agregação de proteínas.
A tioflavina T (Basic Yellow 1, CI 49005 ou ThT) é um benzotiazol obtido através da metilação de desidrotiotoluidina com metanol na presença de ácido clorídrico. É um sólido com cor amarelo-escura, com fórmula molecular C17H19ClN2S e massa molar 318,86 g mol-1. O seu nome segundo a IUPAC é 4-(3,6-dimetil-1,3-benzotiazol-2-il)-N,N-dimetilanilina.
Estrutura da tioflavina T ligada a um oligómero amilóide de β2 microglobulina (a cinzento), num complexo que apresenta um aumento de fluorescência e um red shift no espectro de emissão. Diversos factores provocam o deslocamento da carga da porção dimetilaminobenzilo (a azul) da tioflavina para a porção benzotiazol (a vermelho), incluindo a ligação a agregados amilóides rígidos e com estrutura bastante ordenada.
Este corante é bastante utilizado para a visualização e quantificação de agregados amilóides de proteínas, tanto in vitro como in vivo (e.g. placas β-amilóides e agregados da proteína tau, associados à doença de Alzheimer; estruturas amilóides de huntingtina, associadas à doença de Huntington). Quando se liga às estruturas ricas em folhas β, a tioflavina apresenta um aumento da sua fluorescência e um red shift característico no seu espectro de emissão. Adicionalmente, a alteração da fluorescência deste composto já foi associada com interacções com DNA de cadeia dupla.
Visualização de tioflavina T em agregados proteicos. Imagens de fluorescência com coloração artificial, usando excitação com luz azul (440 nm). Adaptado da figura S2 de Wolfe et al. (2010).
A fluorescência da tioflavina T é comummente utilizada no diagnóstico de formação de estruturas amilóides, dependendo da proteína em questão e das condições experimentais, esta pode ou não sofrer alterações espectroscópicas aquando da sua ligação aos monómeros precursores, a pequenos oligómeros, a material não agregado com elevado número de folhas β, ou até algumas proteínas com elevado número de hélices-α. Além disso, algumas fibras amilóides não causam alterações na fluorescência da tioflavina, levando a falsos negativos.
Hidroxilação da tioflavina T em condições alcalinas
Em condições alcalinas, a ThT perde rapidamente a sua coloração amarela. Esta alteração é causada pela hidroxilação da tioflavina no grupo benzotiazol, envolvendo a perda da carga positiva e a rotação de diferentes fragmentos da molécula. Esta reacção é reversível, independente da concentração do composto e dependente da concentração de iões OH– em solução, apresentando uma energia de activação efectiva de aproximadamente 63 kJ mol-1.
Efeitos adversos na utilização da tioflavina T
Em 2012, D’Amico et al. demonstrou que a tioflavina T promove a agregação amilóide do péptido Aβ(1-40), processo esse fortemente associado à doença de Alzheimer. Face a estes resultados, a utilização da tioflavina T como marcador fluorescente nas experiências de agregação de proteínas tem-se revelado algo controversa. No entanto, estes resultados são ainda bastante recentes, pelo que mais estudos são necessários.
Fontes: Wikipédia | V. Foderà et al. (2008) J. Phys. Chem. B, Doi: 10.1021/jp805560c | S. Wolfe et al. (2010) PNAS, Doi: 10.1073/pnas.1002867107 | D. P. McGowan et al. (2000) Letter to Neuroscience, Doi: 10.1016/S0306-4522(00)00391-2 | M. D’Amico et al. (2012) J. Phys. Chem. Lett., Doi: 10.1021/jz300412v