Submitted by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2018-08-14T21:36:36Z No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) / Approved for entry into archive by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2018-08-14T21:37:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:37:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / Antimicrobial peptides (AMPs) are part of the innate immune system. Genetic modifications can lead to the imbalance in the production of AMPs, which in turn, can lead to several inflammatory and/or infectious conditions. In this context, the identification and characterization of AMPs variants caused by point mutations are important to medical monitoring of bearers of such mutations; mainly due to the fact that the effectiveness of conventional antimicrobial agents has been reduced due to the development of resistance by bacteria, a breakthrough of new drugs is made. In this context, synthetic AMPs, generated through several rational design methods, have been proposed as an alternative. Thus, aiming at solutions to this scenario, the present work presents two new approaches, which consist of a model for the prediction of activities of variants of human defensins; and the computer-aided design of plant peptides. In the first approach, it was elaborated a system of median lethal dose prediction, correlating previously published data and the solvation potential energy of the variants. This model was applied to human defenses, HD5 and HBD1, which in turn showed that several variants may be less potent and consequently their carriers may be more susceptible to bacterial infections. In this way, in the second approach, the guava peptide, Pg-AMP1, was used as a model for the development of new synthetic peptides, the guavanins. Structural analyzes of Pg- AMP1 indicated an extremely flexible and variable structure. Thus, a genetic algorithm for computer-aided rational design was applied to obtain a more stable structure. The prototype, guavanin 2, presented α-helix structuring in hydrophobic environments, and showed 100% efficacy against Gram-negative bacteria at low concentrations through the rupture of the bacterial membrane and causing hyperpolarization of the same. In sum, the methodologies and the molecules developed here bring new perspectives for the treatment of infections. / Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) fazem parte do sistema imune inato. Alterações genéticas podem levar ao desequilíbrio em sua produção, podendo gerar diversos quadros inflamatórios e/ou infecciosos. Neste contexto, a identificação e caracterização de variantes de PAMs geradas por mutações pontuais em seus respectivos genes são importantes para o acompanhamento médico dos portadores destas mutações; principalmente pelo fato de que a eficácia dos antimicrobianos convencionais está sendo reduzida devido ao desenvolvimento de resistência por parte das bactérias, tornando necessário o desenvolvimento de novos fármacos. Desta forma, PAMs sintéticos, gerados por meio de métodos de desenho racional, têm sido propostos como uma alternativa. Assim, visando desenvolver soluções para este cenário, o presente trabalho apresenta duas novas abordagens, que consistem em um modelo para predição de atividade de variantes de defensinas humanas; e o desenho assistido por computador de peptídeos de planta. Na primeira abordagem foi elaborado um sistema de predição de dose letal mediana correlacionando dados previamente publicados e a energia potencial de solvatação das variantes. Este modelo foi aplicado a defensinas humanas, HD5 e HBD1, indicando que diversas variantes são menos potentes e consequentemente seus portadores podem ser mais susceptíveis às infecções bacterianas. Neste sentido, na segunda abordagem, o peptídeo de goiaba, Pg-AMP1, foi utilizado como modelo para o desenvolvimento de novos peptídeos sintéticos, as guavaninas. As análises estruturais do Pg-AMP1 indicaram uma estrutura extremamente flexível e variável. Desse modo, um algoritmo genético para o desenho racional assistido por computador foi aplicado para a obtenção de uma estrutura mais estável. O protótipo, guavanina 2, apresentou estruturação em α-hélice em ambientes hidrofóbicos, e mostrou eficácia de 100% contra bactérias Gram-negativas em baixas concentrações através do rompimento da membrana bacteriana e causando hiperpolarização da mesma. Em suma, as metodologias e as moléculas desenvolvidas aqui trazem novas perspectivas para o tratamento de infecções.