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INTRODUÇÃO O biossensoriamento estocástico é uma abordagem que se baseia na observação de eventos de interação entre moléculas individuais de analitos e um único biorreceptor, que pode ser, por exemplo, um nanoporo biológico (AGUIAR et al., 2015). A denominação estocástico para esse biossensoriamento é atribuída, principalmente, em relação à série temporal de flutuações discretas registradas, devido à detecção, por um único nanoporo, de cada molécula do analito, portanto, as moléculas são detectadas uma a uma, ou seja, de maneira unitária ou individual (AGUIAR et al., 2015; MACHADO et al., 2016). O poro formado pela alfatoxina provavelmente é a nanoestrutura biológica mais utilizada para fins de sensoriamento estocástico. A alfatoxina é uma exotoxina secretada pela bactéria Staphylococcus aureus, na forma de monômeros polipeptídicos contendo 293 aminoácidos, que se oligomerizam em membranas lipídicas formando um nanoporo heptamérico (KRASILNIKOV et al., 1981; MENESTRINA et al., 1986). O maior interesse no nanoporo formado por esta toxina ocorreu devido a possibilidade do desenvolvimento de um método para sequenciamento de material genético, uma vez que ela permite a translocação de DNA de fita simples (KASIANOWICZ et al.,1996; HOWORKA et al., 2001; AGAH et al., 2016). Isto permitiu a fabricação de plataformas de sequenciamento de terceira geração (www.nanopore.com). Devido a sua estabilidade estrutural e elevada condutância, o nanoporo da alfatoxina também tem sido empregado na detecção e análise do processo de translocação de polímeros neutros, como por exemplo, o polietilenoglicol (RODRIGUES et al., 2008; RODRIGUES et al., 2011; MACHADO, et al., 2016). Estudos da influência da força iônica no processo de translocação do polietilenoglicol através deste nanoporo gerou um método não destrutivo para determinação do tamanho de moléculas poliméricas em meio aquoso (ROBERTSON et al., 2007). O sensor formado pela alfatoxina consiste na inserção de um único nanoporo em uma membrana artificial banhada por uma solução eletrolítica. O mecanismo de sensoriamento do nanoporo baseia-se na aplicação de um potencial elétrico transmembrana, que induzirá uma corrente iônica máxima através do poro; as moléculas do analito ao entrarem no nanoporo, bloqueiam parte dessa corrente iônica gerando uma série temporal de eventos discretizados (BAYLEY & CREMER, 2001; AGUIAR et al., 2015). Neste contexto, cada evento reflete a interação da molécula unitária com o nanoporo e a análise da série temporal, ou seja, determinação dos tempos caraterísticos de ocupação ou de ausência, bem como a amplitude dos eventos discretizados (bloqueios), permitem a identificação da molécula permeante, pois, representam uma assinatura digital do analito (LASZLO et al., 2016). Os modelos atuais preconizam que a série temporal dos eventos de bloqueio da corrente iônica resultantes da interação analito-nanoporo sejam regidas por leis que descrevem processos estocásticos (COLQUHOUN & HAWKES, 1995). Técnicas para estudo de correlação de longo alcance foram aplicadas ao registro das séries de abertura e fechamento de canais iônicos, através da análise de Hurst há alguns anos (CAMPOS DE OLIVEIRA et al., 2006), possibilitando estudar a presença ou não da memória em canais. Siwy e colaboradores (SIWY; AUSLOOS; IVANOVA, 2002) estudaram a série temporal de abertura e fechamento de canais BK para verificar o comportamento da correlação e neste caso, foram maiores que 0,5 e fortes correlações foram identificadas nos estados fechados. Lan et al. (2008) mostram a possibilidade de ser estudada a corrente de canais de K dependente de voltagem em neurônios ganglionares de ratos através de DFA. Em canais BK também foram estudados memória e gates (WAWRZKIEWICZ et al., 2012). A correlação, isto é, a memória de longa duração no decorrer do tempo, é definida quando um evento passado tem efeito sobre eventos futuros (NOGUEIRA, R. A.; VARANDA, W. A.; LIEBOVITCH, L. S.,1995; CAMPOS DE OLIVEIRA et al., 2006; LAN et al., 2008;WAWRZKIEWICZ et al., 2012). O método amplamente utilizado para identificar correlações de longo alcance, curto alcance e aleatoriedade em séries temporais é a Análise de Flutuação Destendenciada – DFA (PENG et al. 1994), considerado eficaz para medir a dependência de longo alcance para séries temporais não-estacionárias (CHIARUCCI; RUZZENENTI; LOFFREDO, 2014). Esta tem sido aplicada em diversos campos, tais como a dinâmica cardíaca, biologia molecular, economia, clima, ciência dos materiais, eletrofisiologia, entre outros (HU et al., 2001; CABALLERO et al., 2002; CHEN et al., 2002; LAN et al., 2008). Neste contexto, investigamos se a série temporal de corrente iônica resultante da interação do polietilenoglicol monodisperso de peso molecular 1294 (PEG 1294) com o nanoporo de alfatoxina é um processo estocástico markoviano ou com memória.

A INTERAÇÃO ANALITO-NANOPORO GERA UM PROCESSO ESTOCÁSTICO MARKOVIANO OU COM MEMÓRIA?