Orientador: Fernando Alves de Melo / Banca: Júlio César Borges / Banca: Luis Octávio Regasini / Resumo: A proteína adaptadora Grb2 é uma importante reguladora da proteína quinase FGFR2 antes de estímulos extracelulares e é conhecida por formar complexos protéicos responsáveis por ativar a via de sinalização da MAPK, relacionada com a proliferação celular. Quando Grb2 é fosforilada ela se dissocia de FGFR2. Está por sua vez, adquire a capacidade de recrutar proteínas parceiras do citosol para iniciar vias de sinalização importantes para realização do metabolismo celular. A desfosforilação de Grb2 pela fosfatase Shp2 refaz o complexo FGFR2-Grb2 retomando controle sobre FGFR2. Desta maneira, devido a esta versatilidade em executar funções variadas dentro da célula, Grb2 torna-se um alvo importante para testar sua interação com moléculas conhecidas por apresentar propriedades farmacológicas. Sendo assim, as moléculas Morina (2',3,4',5,7-pentahidroxiflavona) e Rutina (Quercetina-3-O-α-L-Rhamnopiranosil-(1→6)-β-D-Glucopiranosídeo), foram escolhidas devido a suas propriedades anti-tumorais conhecidas na literatura e pela ausência de estudos em nível molecular que relacionem as propriedades destas moléculas com as proteínas que atuam nesta via de sinalização. Por conseguinte, utilizou-se espectroscopia de fluorescência em estado estacionário e ressonância magnética nuclear, com o objetivo de caracterizar a interação entre Morina e Rutina com Grb2. Através da determinação do perfil termodinâmico de interação destas moléculas com Grb2, obtidos por fluorescência, pudemos inferir um... / Abstract: Grb2 adaptor protein is an important regulator of FGFR2 before extracellular stimuli and is known to form complexes that activate MAPKinase pathway. When phosphorylated Grb2 dissociates from FGFR2 that gets able to recruit protein partners from the cytosol in order to start important signaling pathways inside cells. Dephosphorylating of Grb2 by Shp2 recue the FGFR2-Grb2 complex resulting in a control upon FGFR2. Because Grb2 shows to be versatile to performing functions inside the cell other than adaptor protein, it becomes an important target to test the interaction with molecules known to have anti-tumor properties. Therefore, the molecules Morin (2',3,4',5,7-pentahydroxyflavone) and Rutin (quercetin-3-O-α-L-Ramnopiranosil-(1→6)-β-D-glucopyranoside), were chosen because to its anti-inflammatory and anti-tumor properties known in the literature and because the absence of studies at the molecular level that brings up information about the properties of these molecules to specific protein targets. Thus, we have used static fluorescence spectroscopy and nuclear magnetic resonance in order to characterize the interaction between those molecules and Grb2. The thermodynamic profile got from fluorescence assays allow us to infer that the interaction between the molecules with Grb2 is entropically driven, compatible with hydrophobic interactions for both molecules where the equilibrium constants can be found between 104 and 105 M-1. Furthermore, nuclear magnetic resonance has ... / Mestre

Orientador: Anibal E. Vercesi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-10-31T18:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlexandreDiasTavares_D.pdf: 6816960 bytes, checksum: 6f7f3252583073e43f00bd13ef00f373 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O presente trabalho está dividido em duas partes: a reconstituição funcional de uma proteína desacopladora de Arabidopsis thaZiana e a medida da expressão e da atividade de uma proteína desacopladora em resposta a diversos estresses abióticos. A expressão do gene AtPUMPl em Saccharomyces cerevisae e Escherichia coZi permitiu a confirmação de que este gene realmente codifica uma proteína desacoplado~ capaz de dissipar energia do gradiente eletroquímico de Ir. Num ambiente termoneutro (28°C), células expressando a AtPUMPl cresceram mais lentamente que células controle, enquanto sob baixa temperatura (14 °C) a taxa de crescimento de ambas as células foi semelhante. Quando expressa em um sistema procariótico e reconstituída em vesículas lipídicas, a AtPUMPl mostrou características cinéticas semelhantes às descritas para as outras proteínas desacopladoras. O transporte de Ir foi induzido por diferentes ácidos graxos, de uma maneira dependente do tamanho da cadeia de carbonos e do número de insaturações na mesma. Este transporte de Ir foi inibido por nucleotídeos de purina, sendo que mudanças no pH do meio externo alteraram a afinidade da AtPUMPl por nucleotídeos. Através dos experimentos de reconstituição, verificamos que as constantes de afinidade e velocidade máxima de transporte (Km e V máx) são similares às obtidas para outras proteínas desacopladoras vegetais e também para as UCP2 e 3. A expressão e a atividade da proteína desacopladora também foi estudada em situações de estresse abiótico, como excesso de sal, temperatura baixa e atmosfera hiperoxigenada, situações que sabidamente geram estresse oxidativo. Em coleóptiles de milho, a expressão do mRNA para a proteína desacopladora aumenta durante o estresse salino e permanece inalterada durante o estresse por mo. Entretanto, a expressão da proteína e a disponibilidade de substratos aumentaram significativamente nos dois casos, sugerindo uma regulação pós-transcripcional para este gene. Observamos ainda que mitocôndrias isoladas de coleóptiles de milho submetidos a estresse salino e por frio possuem uma razão ADP/O diminuída, que retoma para níveis controle na presença de BSA ou GTP. Em situações de aumento intracelular de Ca2+, observamos também que ativadores da proteína desacopladora inibem a geração mitocondrial de EAOs e que seus inibidores aumentam esta geração. Considerando os resuhadqs aqui apresentados, podemos, portanto, concluir que a AtPUMPl é uma verdadeira proteína desacopladora, capaz de afetar o crescimento celular, induzindo um desacoplamento mediado por ácidos graxos e inibido por nucleotídeos de purina. É possível sugerir ainda que a proteína desacopladora desempenhe um papel importante em situações de estresse abiótico, diminuindo a geração mitocondrial de EAOs de fonna a proteger o organismo do estresse oxidativo resultante / Abstract: The present work is divided in two parts: the functional reconstitution of the Arabidopsis thaZiana uncoupling protein 1 (AtPUMPI) and the expression and activity of the uncoupling protein under several abiotic stresses. AtPUMPI expression in Saccharomyces cerevisae and Escherichia coZi allowed us to confirm that this gene codes for a true uncoupling protein, able to divert energy of the proton electrochemical gradient. In a thermoneutral environment (28°C), AtPUMPI expressing cells grew slower than control cells, while under low temperatures (14 °C) growth rates were similar. When expressed in a prokaryotic system and reconstituted in lipid vesicles, AtPUMPI showed similar biochemical patterns to those already described for other uncoupling proteins. Ir transport was induced by severa! fatty acids and was dependent on the length and insaturations of the alkyl chain of the substrates. Pmine nucleotides were able to inhibit this proton transport, while changes in external pH alter AtPUMPl affinity for the nucleotides. Reconstitution experiments helped us to determine the Km and the Vmax for AtPUMPl. The values are within the physiologicallevels and very similar to those already obtained for other uncoupling proteins. We also studied the expression and activity of the uncoupling protein under situations of abiotic stresses, such as salinity, low temperature (chilling) and hyperoxygenated atmosphere. These situations are known to generate an oxidative stress. In maize coleoptiles, ZmPUMP mRNA expression increases under salt stress and does not change under chilling. However, protein expression and availability of substrates increased significantly on both situations, suggesting a post - transcriptional regulation for this gene. Moreover, mitochondria isolated ftom salt and cold stressed maize coleoptiles showed smaller ADP/O ratio, which returns to controllevels in the presence of BSA or GTP. In tomatoes submmited to a hyperoxygenated atmosphere, PUMP concentration and AOX activity patterns were similar to those already described for post-harvest ripening. However, preliminary experiments show increase in lipid peroxidation, resulting in a release of ftee fàtty acids, and consequent AOX inhibition and PUMP activation, even with a decrease in PUMP protein contento Under situations ofhigh intracellular Ca2+, we are able to observe also that uncoupling protein activators inhibit the mitochondrial generation of Reactive Oxygen Species (ROS) and that its inhibitors increased this generation. Considering all the above results, we ean conelude that AtPUMPI is a true uneoupling protein able to influenee eell growth through an uncoupling mechanism mediated by fatty aeids and inhibited by purine nucleotides. It is also possible to suggest that plant uneoupling proteins have a signifieant role under abiotic stress situations, decreasing mitoehondrial ROS generation and thus proteeting the tissue ttom the resulting oxidative stress / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Ciências Médicas

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-14Bitstream added on 2014-06-13T19:19:37Z : No. of bitstreams: 1 tosqui_p_dr_sjrp.pdf: 1146910 bytes, checksum: 6aba6f1c199f0bebfaeca2737005759b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A influência de ânions sobre as características estruturais e funcionais de hemoglobinas (Hb) vem sendo alvo de pesquisas de nosso laboratório nos últimos anos. Estudos anteriores mostraram que a ligação preferencial de ânions como o Cl- e fosfatos orgânicos (2,3-DPG, IHP) entre outros à desoxi-Hb humana (HbA), modula o equilíbrio entre dois estados alostéricos desoxigenados possíveis, estados To e Tx, livre e complexado com ânions, respectivamente. Medidas funcionais utilizando o método de estresse osmótico, que determina o número de moléculas de água que se liga a superfície da Hb, acompanhando a oxigenação, mostraram que o estado To é um estado com hidratação e afinidade ao oxigênio intermediárias ao Tx e ao oxi-R. Assim, a oxigenação da Hb demanda um modelo considerando estes três estados, To, Tx e R, modulados pela presença de ânions em solução. O íon cloreto é um dos ânions de maior importância fisiológica. A presença de sítios específicos para sua ligação, bem como seu sistema de ligação para a Hb, contudo, são controversos. Evidências estruturais e funcionais apontaram os resíduos arginina 141 e 92 da cadeia alfa como possíveis sítios de ligação de cloreto à Hb. Para investigar essa hipótese, realizamos estudos funcionais variando atividade de água e pH (efeito Bohr), em função da presença de cloreto com hemoglobinas mutantes para essas posições. As hemoglobinas selecionadas foram Chesapeake (R92L), J-Cape Town (R92Q), desArg (141Δ) e Chesapeake desArg (R92L,141Δ). Aspectos estruturais dessas Hbs foram obtidos através de espectroscopia 1H RMN. Todas as Hbs estudadas apresentaram afinidade maior ao oxigênio quando comparadas à HbA, para todas as condições experimentais. Estudos de variação da atividade de água em função da concentração de cloreto mostraram que a única... / The influence of anions on structural and functional properties of hemoglobins (Hb) has been studied by our research group for the last few years. Former studies have shown that the preferential binding of anions, such as Cl and organic phosphates (2,3-DPG, IHP) among others to human deoxy-Hb (HbA), modulates the equilibrium between two possible deoxy states: To and Tx, free and complexed with anions respectively. Functional measurements using the osmotic stress method, which allows the determination of the number of water molecules that binds to the protein surface upon the change in protein conformation induced by oxygenation, showed that To state has intrinsic affinity and hydration intermediate of those of Tx and oxy-R . Hence, Hb oxygenation requires a three state model, considering To, Tx and R, modulated by the presence of anions in solution. Chloride is one of the most important physiological ions and the presence of specific binding sites of this anions is controversial. Structural and functional evidence have pointed to Arginines 141 and 92 as possible binding sites for chloride to Hb. To investigate this hypothesis, we have performed functional studies, changing the water activity and pH (Bohr effect), in function of chloride concentration with recombinants Hbs for these positions. The selected hemoglobins are Chesapeake (R92L), J-Cape Town (R92Q), desArg (141Δ) eandChesapeake desArg (R92L,141Δ). Structural features were obtained through 1H NMR spectroscopy. All Hbs studied have higher affinity than HbA for all experimental conditions. Water activity studies in function of chloride concentration showed that the only Hb that can be adjusted with the three state model is Hb desArg, whereas the other Hbs don’t present the Tx state, fact confirmed by the number of water molecules bound to each... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-09-26Bitstream added on 2014-06-13T21:01:34Z : No. of bitstreams: 1 fadel_v_dr_sjrp.pdf: 3914657 bytes, checksum: 33f667f3dc51502de2df4a24d382b1cf (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-18Bitstream added on 2014-06-13T19:40:25Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_nf_dr_sjrp_parcial.pdf: 71860 bytes, checksum: a27e6229408d27223218d0c5e3a87d2e (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:37Z: ribeiro_nf_dr_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:04Z : No. of bitstreams: 1 000716639_20150718.pdf: 62536 bytes, checksum: 09cec3d191a740604459d84f516c0442 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-03T12:21:11Z: 000716639_20150718.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-03T12:22:23Z : No. of bitstreams: 1 000716639.pdf: 403805 bytes, checksum: 597085aba1fcb00175bd67f7336a0df5 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo termodinâmico de modelos de redes unidimensionais, usados para simular o DNA. Primeiramente, o modelo de Peyrard-Bishop (PB) com o potencial “Corcunda” on site foi utilizado para analisar a termodinâmica da molécula. Com o método do operador integral de transferência foram obtidas as propriedades termodinâmicas do sistema e as soluções da equação tipo – Schrödinger que emerge desse formalismo foram determinadas pelo método variacional. Com os parâmetros do potencialnormalmente utilizados na literaturao valor obtido para a temperatura de desnaturação foi extremamente alto. Por isso, são sugeridos diferentes parâmetros para descrever a termodinâmica da molécula de DNA com esse modelo. Além disso, também é estudada uma das extensões do modelo original de PB, na qual a interação de empilhamento puramente harmônica é modificada por um potencial não harmônico. São apresentados os passos e as aproximações necessárias para determinar a equação tipo – Schrödinger com massa dependente da posição que descreve as propriedades termodinâmicas desse modelo. As soluções dessa equação são determinadas a partir de uma adaptação do método variacionalpara o estudo desse problema. Para adquirir confiança na aplicação do método na solução da equação de Schrödinger com massa dependente da posição, alguns exemplos da literatura foram resolvidos.Por fim,a termodinâmica da extensão do modelo de PB foi determinada com a aplicação desse método semi - analítico. Os resultados mostraram que é possível utilizar o método variacional para solucionar esse tipo de problema e quea transição de fase da molécula ocorre em uma temperatura compatível com a apresentada na literatura / This work shows a thermodynamical study of one-dimensional lattice models, used to simulate the DNA. The Peyrard-Bishop (PB) model with the “Hump” potential on site was used to analyze the molecule thermodynamics. The thermodynamical properties of the system were obtained with the transfer integral operator method and the solutions of the type-Schrödinger equation that emerges from the formalism were determined with the variational method. With the potential parameters normally used in the literature the obtained value to the denaturation temperature was extremely high. Because of this, it is suggested different parameters to describe the thermodynamics of the DNA molecule. Besides, it is also studied an extension of the original PB model, in which the purely harmonic stacking interaction is modified to a non-harmonic potential. The steps and necessary approximations to determine the type-Schrödinger equation with position-dependent mass that describes the thermodynamical properties of this model are shown. The solutions of this equation are determined from an adaptation of the variational method to the study of this kind of problem. To gain confidence in the application of this method in the solution of the Schrödinger equation with position-dependent mass, some examples of the literature were solved. Finally, the thermodynamic of the extension of the PB model was determined with the application of this semi-analytical method. The results showed that it is possible to use the variational method to solve this kind of problem and that the phase transition of the molecule occurs in a temperature in agreement with the one present in the literature

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-22Bitstream added on 2014-06-13T18:41:22Z : No. of bitstreams: 1 dias_cao_dr_araiq.pdf: 1123564 bytes, checksum: ea894f973e080c3d5cae0ce5cf5f2c2e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O fator de início de tradução 5A (eIF5A) é altamente conservado de arqueas a mamíferos e é essencial para a viabilidade celular. Este fator tem sido associado com o início da tradução, proliferação celular, transporte nucleocitoplasmático e decaimento de mRNA. Estudos recentes associam eIF5A com a elongação, ao invés do inicio da tradução. eIF5A é a única proteína conhecida que contém o aminoácido essencial hipusina, gerado pelas enzimas desoxihipusina sintase e desoxihipusina hidroxilase. O objetivo deste estudo foi a caracterização estrutural e funcional de eIF5A de S. cerevisiae. Primeiramente, a estrutura terciária de eIF5A foi determinada por cristalografia e foi demonstrada a sua dimerização em solução, independentemente do resíduo hipusina. Foram obtidos e caracterizados 40 mutantes novos de eIF5A, dos quais 19 não complementaram o nocaute do gene selvagem, 13 apresentaram fenótipo de termossensibilidade e 8 não apresentaram nenhuma alteração nos fenótipos investigados. A maioria dos mutantes novos tem seus fenótipos resultantes da degradação da proteína eIF5A. Curiosamente, este é o primeiro estudo que sugere que a α-hélice presente no C-terminal de eIF5A é essencial para a manutenção da sua estrutura. Descrevemos também, que a extensão N-terminal de eIF5A, presente apenas em eucariotos, não é essencial para estrutura e função dessa proteína. Além disso, os mutantes contendo substituições na alça onde está localizado o aminoácido hipusina são inviáveis ou termossensíveis. Embora estes mutantes produzam eIF5A, inclusive na temperatura não permissiva, a proteína produzida não é hipusinada. Finalmente, dois mutantes termossensíveis (tif51AK56A e tif51AQ22H/L93F) produzem a proteína eIF5A estável na temperatura não permissiva, no entanto, apresentam... / The translation initiation factor 5A (eIF5A) is highly conserved from archae to mammals and is essential for cell viability. This factor has been associated with translation initiation, cell proliferation, nucleocytoplasmatic transport and mRNA decay. Recent studies show eIF5A involved in elongation, rather than translation initiation. eIF5A is the only protein known to contain the essential amino acid residue hypusine, generated by the enzymes deoxyhypusine synthase and deoxyhypusine hydroxylase. The main goal of this study was the structural and functional characterization of S. cerevisiae eIF5A. First of all, the tertiary structure of eIF5A was determined by crystallography and this protein was defined as a dimer in solution, independently of the hipusine residue. We obtained and characterized 40 new mutants, which 19 cannot complement tif51A knockout cells, 13 are temperature-sensitive and 8 show no detectable phenotype. The phenotypes of most mutantes are caused by protein folding defects. Interestingly, this is the first study suggesting that the C-terminal -helix present in yeast eIF5A may be an essential structural element. Moreover, we describe that the eIF5A N-terminal extension present only in eukaryotic homologues is not essential in yeast. Furthermore, the mutants containing substitutions surrounding the hypusine modification site showed unviable or temperature-sensitive phenotypes. Although these mutant proteins were stable, they were defective in hypusine modification. Finally, two of the temperature-sensitive mutant strains (tif51AK56A and tif51AQ22H/L93F) produced stable eIF5A protein but showed defects in growth and protein synthesis and these mutants revealed polysome profile defect similar to that described for mutations in factors involved in translation... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-02Bitstream added on 2014-06-13T21:01:54Z : No. of bitstreams: 1 freitas_fz_dr_araiq_prot.pdf: 4506629 bytes, checksum: 72017b1ea005ba3d7b6b2bb0d348f3cc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As células eucarióticas são capazes de responder e de se adaptar a diferentes condições ambientais estressantes tais como o choque térmico, modulando sua atividade metabólica. Na levedura Saccharomyces cerevisiae o choque térmico é conhecido por induzir múltiplos genes relacionados a esta forma de estresse, através dos elementos transativadores Hsf1p (Heat Shock Protein) e Msn2/4p, os quais se ligam, respectivamente, às seqüências consensos HSE e STRE, ativando a transcrição. A seqüência nucleotídica do gene da glicogênio sintase (gsn) de Neurospora crassa foi previamente isolada em nosso laboratório e uma análise da expressão gênica mostrou que a transcrição do gene foi diminuída na situação de choque térmico (30 para 45ºC). Uma análise da região 5' flanqueadora revelou a presença dos elementos de DNA CRE, HSE e STRE tanto na região promotora do gene quanto na 5'-UTR. Neste trabalho, nós investigamos o envolvimento destes elementos de DNA na regulação da transcrição na condição de choque térmico, através de ensaios de mobilidade em gel (EMSA) usando como sondas, fragmentos de DNA contendo os elementos transcricionais citados anteriormente. Para isto, foram utilizados como fonte de proteínas extratos nucleares brutos ou fracionados em coluna de Heparina-Sepharose, preparados a partir de micélios coletados antes e após choque térmico (amostras HS30). Os resultados obtidos mostraram a presença de proteínas capazes de reconhecer e ligar aos elementos de DNA testados sob a condição estressante analisada. A especificidade das bandas de mobilidade reduzida foi confirmada por diferentes ensaios de competição, tais como 1) adição prévia de sondas de DNA não marcadas antes da reação de ligação, 2) adição de oligonucleotídeo de DNA dupla fita contendo o elemento STRE do promotor gsn como competidor específico, 3) utilização... / Eukaryotic cells respond and adapt to environmental stressing conditions such as heat shock, by modulating metabolic responses to counteract them. In the yeast Saccharomyces cerevisiae heat shock activates multiple stressing related genes by the trans acting elements Hsfp (Heat shock factors) and Msn2/4p, which bind to the cis regulatory elements HSE (Heat Shock Element) and STRE (Stress Responsive Element), respectively, and activates the gene transcription. We have previously isolated the gene encoding the Neurospora crassa glycogen synthase (gsn) and demonstrated that the gene transcription was decreased under heat shock (30 to 45ºC). An analysis of the gsn 5' flanking region showed the presence of the DNA elements CRE, HSE, and STRE, in the promoter region and in the 5'-untranslated region. In this work we investigated the involvement of these DNA elements in gene transcription regulation under heat shock condition by performing electrophoretic mobility shift assays (EMSA) using, as probes, DNA fragments containing the regulatory elements, and crude or Heparin-Sepharose fractionated nuclear extracts prepared from mycelia collected before and after 30 min of heat shock (HS30 sample). Ours results showed the presence of nuclear proteins capable to recognize and bind to the DNA regulatory elements under heat stress. The specificity of the DNA shifts were confirmed by using 1) unlabelled DNA probes as specific competitor, 2) the gsn promoter STRE double-stranded oligonucleotide as specific competitor, 3) a mutated gsn promoter STRE probe, and 4) the HSE unlabelled probe in a cross-reaction competition assay with the gsn promoter STRE probe. The involvement of the regulatory CRE elements in the modulation of the gsn gene transcription was investigated by using EMSA in the wild type strain, and also in two N. crassa mutant strains defective in the cAMP-signaling pathway: one having hyperactive...(Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Banca: Mario Sergio Palma / Banca: Maria Celia Bertolini / Banca: Ivan De Godoy Maia / Banca: Ney Lemke / Resumo: A Importina-α (ImpA) participa da via clássica de importação nuclear reconhecendo seqüências de localização nuclear (NLS) presentes em proteínas que apresentam atividades no núcleo. Almejando mais informações a respeito do mecanismo de reconhecimento para importação nuclear, nesse trabalho foram efetuados experimentos de expressão, purificação e cristalografia de raios-X da ImpA de Mus musculus com o peptídeo NLS da proteína de reparo de DNA Ku70 e peptídeos TMNLS, T52NLS, frutos de bibliotecas de peptídeos NLS específicos para isoformas da ImpA de Mus musculus e Homo sapiens, respectivamente. O peptídeo TMNLS, conforme esperado, ligou-se à ImpA de maneira similar ao NLS do antígeno T da SV40. Já o peptídeo não clássico T52NLS, obtido de uma biblioteca de peptídeos NLS para a isoforma 5 de Homo sapiens, acomodou-se ao sítio principal da ImpA de maneira satisfatória, indicando que essa seqüência também apresenta afinidade à isoforma de Mus musculus. Complementar à esse resultado, foi constatada a ligação do T52NLS ao sítio secundário da ImpA e, pela primeira vez, foi observada a ligação de um peptídeo monopartido de maneira alternativa, paralela à ImpA, ao contrário da posição anti-paralela, convencional. Surpreendentemente, resultados do complexo ImpA-NLS de Ku70 indicaramno como monopartido, e ligando-se a ImpA de maneira similar à versão fosforilada do peptídeo NLS do antígeno T da SV40. Posições específicas nos sítios de ligação foram confirmadas como essenciais, bem como resíduos da ImpA conservados nessas regiões, indicando a importância das interações intermoleculares nesses sítios. Adicionalmente foram obtidas informações relevantes, como a importância de resíduos de prolina nos NLSs e a não obrigatoriedade de regiões altamente básicas para o reconhecimento de um NLS pela ImpA / Abstract: The Importin-α (ImpA) plays a role in the classic nuclear import pathway, recognizing proteins that contain nuclear localization sequences (NLS), which have activities in the nucleus. Aiming additional information about the mechanism of nuclear import recognition, in this work, the expression, purification and X-ray crystallography experiments were performed with ImpA from Mus musculus and NLS peptides from the DNA repair protein Ku70 and the peptides TMNLS and T52NLS obtained from NLS peptide libraries specific for ImpA isoforms of Mus musculus e Homo sapiens, respectively. The peptide TMNLS, as expected, bound to the ImpA in a similar way to SV40 antigen T NLS. However, the non classical peptide T52NLS, obtained from a NLS peptide library for isoform 5 of Homo sapiens, which accomodation into the major site of ImpA was acceptable, showed that this sequence has affinity to the Mus musculus isoform. There was also the binding of T52NLS in the minor site of ImpA and for the first time the binding of a monopartite peptide in an alternative way was observed. It was parallel to the ImpA in spite of the conventional nonparallel position. Surprisingly the results of the ImpA- Ku70NLS complex indicated the peptide as monopartite and bounded to the ImpA similarly to the phosphorilated version of the SV40 antigen T NLS. Specific positions in the binding sites were confirmed as essentials, and conserved residues of ImpA in these regions were highlighted, indicating the importance of intermolecular interactions in these sites. Additional information was obtained like the importance of proline residues in NLS sequences and the non-mandatory highly basic regions for a NLS recognizing by ImpA. Keywords: Importin-!, nuclear import, NLS, X-ray crystallography, Ku70, TMNLS, T52NLS / Doutor

Resumo: De acordo com a OMS, a tuberculose mata 5000 pessoas por dia, e se não controlada, são estimados 35 milhões de novos casos nos próximos vinte anos. A alta susceptibilidade dos infectados por HIV para a tuberculose, bem como a proliferação da tuberculose multidroga-resistente (MDR), tem criado um grande interesse mundial de expansão nos programas atuais de pesquisas sobre a tuberculose. A Purina Nucleosídeo Fosforilase do Mycobacterium tuberculosis (MtPNP) é um potencial alvo para novas drogas anti-tuberculose visto que é responsável pela síntese de novo de ribonucleotídeos de purina. A Inibição específica da PNP poderia potencialmente levar o M. tuberculosis ao estado latente. O objetivo desde trabalho é resolver a estrutura da MtPNP complexada com adenina, e analisar as interações com os ligantes. A MtPNP foi cristalizada utilizando condições experimentais descritas posteriormente, e o ligante (adenina) foi adicionado por soaking. Os dados de difração de raios X foram coletados no detector CCD utilizando fonte de radiação síncotron (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, LNLS, Campinas, Brazil). O programa MOSFLM foi utilizado para o processamento, e os dados foram escalonados através do programa SCALA, apresentando o grupo espacial ortorrômico P21212 (a=118,96Å, b=134,65 Å, c=44,42 Å). O cristal foi determinado utilizando o método de substituição...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In according to the WHO, the tuberculosis kills 5000 people every day, if does not controlled, are esteemed 35 millions of new cases in next 20 years. The high susceptibility of human immunodeficiency virus infected persons to the disease and the proliferation of multidrug-resistant (MDR) strains have created a worldwide interest in expanding current programs in tuberculosis research. The Purine Nucleoside Phosphorylase from Mycobacterum tuberculosis (MtPNP) is a potential target for new drug anti-tuberculosis, whereas is responsible for de novo synthesis of purine ribonucleotides. The specific inhibition of M. tuberculosis PNP could potentially lead to the latent state of M. tuberculosis. The objective of this work is to solve the structure from MtPNP complexed with adenine, and to analyze their interactions with the ligand. MtPNP was crystallized using the experimental conditions described elsewhere, and the ligand (adenine) was added by soaking. The X-ray diffraction data were collected on a CCD detector using synchrotron radiation source (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, LNLS, Campinas, Brazil). It was used the MOSFLM program to processing, and the data were scaled through the program SCALA, presenting orthorhombic spatial group P21212 (a=118,96Å, b=134,65 Å, c=44,42 Å). The crystal was determined by molecular replacement methods using the program AMoRe. The final model has Rfree and Rfactor of 23.87% and 17.51% respectively, and maximum resolution of 1.86Å. It was observed a large...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Fernanda Canduri / Coorientador: Walter Filgueira de Azevedo Júnior / Banca: José Roberto Ruggiero / Banca: Flávio Augusto Vicente Seixas / Mestre

Ureases (EC 3.5.1.5) são metaloenzimas que hidrolisam uréia para produzir amônia e dióxido de carbono. Estas enzimas, que são amplamente encontradas em fungos, bactérias e plantas, compartilham de estruturas similares. A presença de urease em várias bactérias patogênicas (Helicobacter pylori e Proteus mirabilis, p.e) está fortemente correlacionada com a patogênese em doenças humanas. Muitos fungos de importância médica possuem atividade ureásica, entre eles citamos Cryptococcus neoformans, Coccidioides immitis, Histoplasma capsulatum, Sporothrix schenckii, e espécies de Trichosporon e Aspergillus. C. neoformans é uma levedura que produz vários fatores de virulência conhecidos, como presença de cápsula polisacarídica, produção de melanina e capacidade de desenvolvimento a 37ºC. A maioria de isolados clínicos produz grandes quantidades de urease e muitos autores sugerem que a urease de Cryptococcus exerça uma função importante na patogênese, porém com mecanismos ainda não esclarecidos. Cryptococcus gattii – sorotipo B, tipo molecular VGII, linhagem R265, com capacidade de infectar pacientes imunocompetentes, causou uma epidemia na Ilha de Vancouver (Canadá) entre 1999 e 2003. Neste trabalho desenvolvemos um procedimento de purificação e apresentamos a caracterização físico-química e cinética da urease de C. gattii, cepa R265, após ter sido purificada na razão de 539 vezes. A massa molecular estimada foi de 120 kDa, Km 2,0 mM para uréia, pH ótimo 8,0. O ácido acetohidroxâmico demonstrou ser um bom inibidor em concentrações micromolares, enquanto ρ-hidroximercuriobenzoato causou inibição em concentrações mais altas, comparado a outras ureases. Espera-se que estudos adicionais com essa urease purificada permitam investigar propriedades biológicas independentes da atividade ureolítica e estabelecer sua contribuição para a patogênese da criptococose. / Ureases (EC 3.5.1.5) are metalloenzymes that hydrolyze urea to produce ammonia and carbon dioxide. These enzymes, which are found in fungi, bacteria, and plants show very similar structures. The presence of urease in many pathogenic bacteria (Helicobacter pylori and Proteus mirabilis) is strongly correlative with pathogenesis in human diseases. Many medically important fungi have urease activity, among which are Cryptococcus neoformans, Coccidioides immitis, Histoplasma capsulatum, Sporothrix schenckii, and species of Trichosporon and Aspergillus. C. neoformans is a heterothallic yeast with several known virulence factors, including a polysaccharide capsule, melanin production, and the ability to grow at 37°C.The majority of clinical isolates produce large amounts of urease and several authors suggest that Cryptococcal urease play an important role in pathogenesis but with unclear mechanisms but probably by different routes dependent and independent of ureolytic activity, althought many questions are unclear. We wanted to further investigate the role of urease in biological properties by using Cryptococcus gattii as a pathogen model. C. gatti – serotype B, molecular type VGII, R265 strain, which has capacity to infect immunocompetent individuals, caused an outbreak on Vancouver Island in Canada from 1999 to 2003. This work presents the physicochemical characterization of a urease from C. gatti strain R265 after a 539 fold purification. The estimated native molecular mass was 120 kDa, Km 2.0 mM urea, pH optimum 8.0. Aceto hydroxamic acid was a strong inhibitor at low concentration while ρ-hidroxy mercuribenzoate needed higher concentrations for inhibition compared to other ureases.