A DisBa-01, uma desintegrina RGD recombinante ainda não isolada do veneno de Bothrops alternatus, exibe alta afinidade pela integrina aIIbB3, contribuindo para inibição da agregação plaquetária (RAMOS, 2005). DisBa-01 possui também atividades anti-trombótica e anti-metastática comprovadas in vivo (Ramos, 2005). A fim de obter moléculas menores mantendo as atividades da DisBa-01, dois mutantes estão em estudo. Moléculas chamadas DisBa (1-32) e DisBa (1-36) apresentam 32 e 36 resíduos a menos que a DisBa-01, respectivamente, na região N-terminal. Oligonucleotídeos foram construídos e os DNAs foram amplificados por PCR utilizando o plasmídeo pET28a-DisBa-01 como o molde. Os produtos de PCR foram clonados no vetor de expressão pET32a. Análises das seqüências revelaram que os genes e sua fase de leitura estavam completamente corretos. Os plasmídeos recombinantes foram introduzidos em linhagem de E.coli BL21 (DE3). Os plasmídeos recombinantes foram induzidos com IPTG para expressar as proteínas em fusão com a tiorredoxina. As proteínas foram expressas na forma solúvel e com massa molecular coincidente com a previsão. As proteínas de fusão foram purificadas por cromatografia de afinidade em resina de níquel e clivadas com a enzima enteroquinase. As amostras clivadas foram purificadas por cromatografia de filtração a gel. Os passos de purificação e clivagem foram analisados por SDS-PAGE e reação de immunoblotting utilizando o anticorpo anti-Echistatin. Testes de inibição da adesão celular, usando células de melanoma de camundongo B16F10 ricas em integrina avb3, mostraram que a DisBa (1-32) e a DisBa (1-36) são capazes de inibir, aproximadamente, 70% da adesão celular, um resultado semelhante ao encontrado para a molécula de DisBa-01. Portanto, as duas moléculas mutantes da DisBa-01 obtidas apresentaram atividades que podem ser exploradas no desenho de novos medicamentos contra câncer. / DisBa-01, a recombinant RGD-disintegrin still not isolated from B. alternatus venom exhibits high affinity for aIIbB3 integrin, contributing for the inhibition of platelet aggregation (Ramos, 2005). DisBa-01 possesses also antithrombotic and antimetatatic activities in vivo (Ramos, 2005). In order to obtain shorter molecules maintaining activities of DisBa-01 two mutants were studied. Molecules called DisBa (1-32) and DisBa (1-36) have 32 and 36 residues unless DisBa-01, respectively, in the N-terminal region. Oligonucleotides were constructed and the DNAs were amplified by PCR using pET28a-DisBa-01 vector as the template. PCR products were cloned into expression vector pET32a. Sequence analysis showed that reading frames were completely correct. The recombinant plasmids were introduced in BL21(DE3) E.coli strain. The recombinant plasmids were induced with IPTG to express the proteins in fusion with thioredoxin. Proteins were expressed in a soluble form and with molecular mass coincident with prediction. Fusion proteins were purified by affinity chromatography in nickel resin and cleaved with enterokinase enzyme. Samples of cleavage were purified by the gel filtration chromatography. Purification and cleavage steps were analyzed by SDS-PAGE and immunoblotting reaction using anti-Echistatin antibody. Tests inhibition of cell adhesion, using cells from mice B16F10 melanoma rich in integrin avb3, showed that DisBa (1-32) and DisBa (1-36) are able to inhibit approximately 70% of cell adhesion. Therefore the two mutants molecules of the DisBa-01 obtained in this work present activities that can be explored in the design of new medicines against cancer.

O fibrinogênio é uma glicoproteína presente no plasma composta por duas subunidades idênticas formadas por três pares de cadeias polipeptídicas (Aα Bβ e ϒ), interligadas por pontes dissulfeto. A trombina cliva o fibrinogênio, liberando os fibrinopeptídeos A e B, formando fibrina e, conseqüentemente, o coágulo. Esse trabalho descreve a purificação e caracterização do fibrinogênio a partir do plasma da serpente Bothrops jararaca (B. jararaca). O fibrinogênio purificado foi obtido através de adsorção com cloreto de bário, precipitações com sulfato de amônio e cromatografia de gel filtração. O fibrinogênio de B. jararaca apresentou massa molecular de 370 kDa em condições não reduzidas e, em condições reduzidas, apresentou massas moleculares de 71, 60 e 55 kDa, similares às cadeias Aα Bβ e ϒ dos fibrinogênio humano e bovino (64, 56 e 47 kDa, respectivamente). Através do seqüenciamento da região amino-terminal das cadeias polipeptídicas por degradação de Edman, foram obtidos os oito primeiros aminoácidos de cada cadeia do fibrinogênio de B. jararaca. As seqüências foram: Gly-Asp-Pro-Glu-Asp-Tyr-Leu-Gly para a cadeia Aα, Gly-Ser-Asp-His-Asp-Asp-Glu para a cadeia Bβ e Glu-Ser-X-Leu-Asp-Glu-Glu-Gly para a cadeia ϒ . As seqüências foram então comparadas com a de outros animais já descritos (NCBI-National Center for Biotechnology Information, www.ncbi.nih.gov), mas devido ao pequeno número de aminoácidos obtidos não foi possível observar similaridades. Através de espectrometria de massa (MALDI-TOF) foram observadas algumas seqüências peptídicas, mas não foi possível obter a seqüência completa do fibrinogênio de B. jararaca. Essas seqüências não apresentaram homologia significante com outras seqüências já descritas. O fibrinogênio de B. jararaca foi coagulado pela trombina bovina enquanto que os venenos das serpentes B. jararaca, Crotalus durissus terrificus e Lachesis muta rhombeata não foram capazes de induzir a formação de coágulo. Além disso, os anticorpos anti-fibrinogênio de B. jararaca produzidos em coelho não reconheceram o fibrinogênio humano. Contudo, os anticorpos anti-fibrinogênio humano reconheceram o fibrinogênio de B. jararaca. Assim, mesmo apresentando similaridades entre os fibrinogênios de B. jararaca e de mamíferos, eles possuem comportamentos distintos, podendo sugerir que a B. jararaca apresenta uma molécula de fibrinogênio diferente do humano para evitar um possível auto-envenenamento. / Fibrinogen is a plasma glycoprotein that is composed of two sets of three nonidentical polypeptide chains (Aα Bβ and ϒ ) which are covalently linked by disulfide bonds. Thrombin cleaves fibrinogen to form fibrin and, consequently, the fibrin clot. This work describes the purification and characterization of fibrinogen from Bothrops jararaca (B. jararaca) snake plasma. Purified fibrinogen was obtained by barium chloride adsorption, ammonium sulfate precipitation and gel filtration chromatography. B. jararaca fibrinogen showed a molecular mass of 370 kDa in non-reducing conditions, similar to human and bovine fibrinogen with 340 kDa. Reduced fibrinogen showed three chains of 71, 60 and 55 kDa, which are similar to the molecular masses of human and bovine Aα Bβ and ϒ fibrinogen chains (64, 56 and 47 kDa, respectively). B. jararaca fibrinogen was clotted by bovine thrombin, however, B. jararaca, Crotalus durissus terrificus and Lachesis muta rhombeata venoms were not able to induce fibrin formation. The N-terminal sequence of B. jararaca fibrinogen chains from PVDF membranes showed only the first eight amino acids residues from each chain. The Nterminal sequence was Gly-Asp-Pro-Glu-Asp-Tyr-Leu-Gly for Aα chain, Gly-Ser-Asp- His-Asp-Asp-Glu for Bβ chain, and Glu-Ser-X-Leu-Asp-Glu-Glu-Gly for ϒ chain. The B. jararaca fibrinogen chains N-terminal sequences were compared to other animal Nterminal sequences previously described. However, due to low signal detection during Edman degradation, the sequence results were not sufficient to provide an accurate Blast search identity (NCBI-National Center for Biotechnology Information, www.ncbi.nih.gov). Mass spectrometry (MALDI-TOF) analysis provides some peptide sequences that did not present the complete sequences. Besides, anti-B. jararaca fibrinogen produced in rabbit did not recognize human fibrinogen while anti-human fibrinogen recognized B. jararaca fibrinogen. Thus, despite B. jararaca fibrinogen presents a molecular mass similar to human fibrinogen, the former shows distinctive features, which protect B. jararaca snakes from a fortuitous ingress of snake venom proteins into snake circulation, which could cause a self-envenomation

O veneno da Bothrops jararaca (VBj) causa inflamação aguda local. Os mastócitos secretam mediadores que desencadeiam a inflamação por sua ação direta ou pelo recrutamento de células. Este trabalho avalia o papel dos mastócitos na inflamação induzida por VBj em camundongos geneticamente selecionados para alta (AIRmax) ou baixa (AIRmin) resposta inflamatória aguda. Os animais foram tratados com o inibidor de mastócito Cromoglicato de Sódio (CROM) e receberam o VBj, e apresentaram formação de edema similar em resposta ao veneno. Os animais AIRmax apresentaram maior dor que os AIRmin, sendo esta inibida por CROM. O VBj aumentou o número de células peritoneais em AIRmax, bem como o número de macrófagos, e diminuiu o número de mastócitos. O VBj também aumentou neutrófilos e a produção de ROS em AIRmax, efeito inibido por CROM. Os resultados mostram, portanto, que os animais AIRmax apresentam maior dor, migração de neutrófilos e macrófagos e produção de ROS que os AIRmin, e que essas reações são reduzidas quando os mastócitos são inibidos. / Bothrops jararaca venom (BjV) causes acute local inflammation. Mast cells acts secreting mediators that trigger inflammatory events through their direct action or the recruitment of other cells. This study aims to evaluate the role of mast cells in inflammation induced by BjV in mice genetically selected for maximum (AIRmax) or minimum (AIRmin) acute inflammatory response. Animals were treated with mast cell degranulation inhibitor cromolyn (CROM) and received BjV, and showed similar edema formation in response to BjV. AIRmax mice exhibited greatest pain than AIRmin, which was inhibited by CROM. BjV increased peritoneal cells number in AIRmax, as well as the number of macrophages, and diminished the number of mast cells. BjV also increased neutrophils and ROS production in AIRmax, which was inhibited by CROM. These results shows, therefore, that AIRmax mice exhibit more pain, macrophage and neutrophil migration, and ROS production than AIRmin mice, being all these reactions reduced when mast cells are inhibited.

No Brasil, ocorrem anualmente mais de 20.000 acidentes ofídicos, sendo mais de 80 por cento por espécies do gênero Bothrops. Envenenamentos por serpentes desse gênero raramente causam óbito mas, muitas vezes, levam a necrose e infecção secundária, que podem determinar a perda de um membro acometido ou de segmento desse. A dose de soro antibotrópico utilizada para o seu tratamento é baseada na gravidade do envenenamento ao exame inicial. Vários fatores têm sido associados a essa gravidade, mas poucos são os dados científicos e nenhuma avaliação foi feita para acidentes comprovadamente causados por B. jararaca. O presente estudo teve como objetivo identificar: as variáveis associadas à ocorrência de necrose; as variáveis asociadas à ocorrência de abscesso; os fatores prognósticos independentes para a ocorrência de necrose; os fatores prognósticos independentes para a ocorrência de abscesso. Foram analisados no presente estudo 779 casos de acidentes por B. jararaca atendidos no Hospital Vital Brazil do Instituto Butantan, no período de 1982 a 1990. Os dados foram levantados a partir de prontuários médicos arquivados nesse hospital. Os casos que apresentaram necrose e os que evoluiram para abscesso, foram comparados no que se refere a uma série de variáveis, respectivamente, com aqueles que não apresentaram necrose e não evoluiram para abscesso. Correlacionaram-se estatisticamente à análise bivariada com necrose e abscesso (p < 0,05) o acidente por serpentes de grande porte (> 60cm), a picada em perna, o uso de torniquete, a presença de dor, edema, equimose, bolha, choque, sangramento fora da região da picada. Acidentes em determinados meses do ano, picadas nos dedos da mão e alteração da coagulação sanguínea só se correlacionaram com necrose (p < 0,05). Mostraram-se fatores prognósticos independentes para necrose à análise multivariada: tamanho da serpente, conforme diferentes faixas de comprimento, 60 - 80cm, 80 - lOOcm, 100 - 140cm; mês de ocorrência; acidentes com pessoas do sexo feminino; picadas no dedo da mão, e na perna; uso de torniquete; ocorrência de sangramento. Mostraram-se fatores prognósticos independentes para abscesso, à análise multi variada: tamanho da serpente, conforme diferentes faixas de comprimento 60-80cm, 80- lOOcm, 100-140cm; mês de ocorrência; acidentes com pessoas do sexo feminino; picada na perna; alteração da coagulação sanguínea; ocorrência de sangramento. Conclui-se que, as variáveis relacionadas com necrose e aquelas relacionadas com abscesso, os fatores prognósticos independentes para necrose e aqueles para abscesso, são os apresentados acima e que o porte de B. jararaca é o fator prognóstico independente mais importante para necrose e, principalmente, para abscesso, que são tanto mais freqüentes quanto maior o comprimento da serpente. / There is an annual incidence of over 20 000 snakebite cases in Brazil; of these over 80 per cent are caused by Bothrops species. Bothropic envenoming commonly causes necrosis and secondary infection which may lead to loss of part or of all the bitten limb. Fortunately fatalities are rare. During treatment, the dose of antivenom administered is based on the clinical severity of the envenoming. Several factors have been shown to be associated with the severity of the envenoming, however data are scarce and no such studies on Bothrops jararaca exist. The objective of this study was to identify the following: the variables associated with necrosis; the variables associated with abscess formation; the independent prognostic factors of necrosis; the independent prognostic factors of abscess formation. The study analysed 779 B. jararaca envenoming cases admitted from the Hospital Vital Brazil of the Instituto Butanatan in the period from 1982 to 1990. Data were taken from medical records in this hospital. Occurrence of necrosis or of abscesses was independently compared, in the light of a series of specific variables, with cases in which, necrosis or abscesses did not occur. Occurrence of necrosis and of abscess (p<0,05) was correlated by bivariable statistical analysis with the following: bites caused by large-sized snakes (>60cm in length); bites on the leg; use of tourniquet; presence of pain, oedema, equimosis, blisters, shock; and systemic bleeding. Occurrence of necrosis (p<0.05) was only correlated with bites on the fingers, impaired blood coagulability, and with accidents grouped according to the month of the year. The following were shown, on multivariate analysis, to be independent prognostic factors for necrosis: size of snake (grouped according to length 60-80cm/ 80- l00cm/ 100-140cm); month in which bite occured; female sex of the victim; bites on fingers and legs; use of tourniquet; and the presence of haemmorrhage. The following were shown, on multivariate analysis, to be independent prognostic indicators for abscess formation: size of snake (grouped according to length 60-80cm/ 80-l00cm/ 100-140cm); month in which bite occured; female sex of the victim; bites on the leg; impaired blood coagulability; and the presence of haemmorrhage. It is concluded that the forementioned are: associated factors of necrosis and abscess formation; and the independent prognostic factors of necrosis; and independent prognostic factors of abscess. The size of B. jararaca responsible for the bite was shown to be the most important independent prognostic factor of necrosis and, even more so, of abscess.

O gênero Bothrops apresenta ampla distribuição pelo território brasileiro, sendo a espécie B. jararaca seu representante de maior importância médica na região sudeste. Análises genéticas e filogeográficas descrevem a existência de um grupo monofilético, denominado grupo Jararaca, que inclui, além da espécie B. jararaca, as espécies insulares B. alcatraz e B. insularis. A proximidade evolutiva entre estas espécies, cujo desenvolvimento se iniciou no Pleistoceno, e suas diferenças quanto à dieta, levantam subsídios para o entendimento de seus venenos e suas atividades biológicas. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos componentes do veneno de B. alcatraz por diferentes metodologias analíticas com a finalidade de aprofundar o conhecimento sobre os venenos do gênero Bothrops e sobre a evolução dos venenos das espécies do grupo Jararaca. As abordagens analíticas utilizadas foram a avaliação do proteoma dos venenos do grupo Jararaca por eletroforese e identificação de proteínas por digestão com tripsina e análise por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), análise do N-terminoma e do peptidoma do veneno de B. alcatraz por LC-MS/MS e análise da glicosilação dos venenos do grupo Jararaca pelo tratamento com glicosidases, cromatografia de afinidade à lectinas (concanavalin A, ConA; wheat germ agglutinin, WGA; peanut agglutininin, PNA) e caracterização do N-glicoma por MSn. Os perfis eletroforéticos unidimensionais, obtidos com e sem redução das proteínas, mostraram que o veneno de B. alcatraz difere dos venenos de B. jararaca (adultos e filhotes) e do veneno de B. insularis (adultos). O perfil eletroforético bidimensional do veneno de B. alcatraz corroborou estas diferenças e revelou que a coleta do veneno na presença ou ausência de inibidores de proteinases tem influência no número de spots visualizados. Os resultados da análise dos proteomas dos venenos do grupo Jararaca mostraram que não há diferenças qualitativas significantes entre eles, e que os três apresentam um padrão similar de distribuição das classes de toxinas. A análise quantitativa label free dos proteomas revelou algumas diferenças, indicando que o veneno de B. alcatraz apresenta maior conteúdo de metaloproteinses e fosfolipases A2, que os venenos de B. jararaca e B. insularis. A identificação do peptidoma do veneno de B. alcatraz mostrou diversas formas de peptídeos potenciadores de bradicinina, além de produtos de degradação de diferentes classes de toxinas. A avaliação da glicosilação das proteínas dos três venenos revelou que após a remoção das cadeias de N-glicanos e O-glicanos os perfis eletroforéticos se mostram mais parecidos. A identificação das proteínas do veneno de B. alcatraz que mostraram afinidade pelas lectinas revelou que a ConA interagiu com um número maior de componentes, seguida por WGA e PNA. As análises qualitativa e quantitativa do N-glicoma dos venenos do grupo Jararaca mostrou que os três venenos compartilham as mesmas estruturas de N-glicanos e em abundância relativa similar. Em conjunto, os resultados deste estudo indicaram que no grupo Jararaca, os proteomas dos venenos das espécies B. jararaca e B. insularis apresentam similaridade entre si, e se diferem do veneno de B. alcatraz, principalmente com relação ao grau de glicosilação de suas proteínas. / The Brothrops genus is largely distributed on the Brazilian territory, and B. jararaca is the species of most medical importance in the Southeastern region. Genetic and phylogeographic analyses describe the existence of a monophyletic group, named Jararaca group, which is composed of B. jararaca and of the insular species B. alcatraz and B. insularis. The close evolutionary relationship between these species, which started in the Pleistocene era, and their diet-related differences, are important aspects for the understanding of their venoms and biological activities. The aim of this study was to characterize the venom of B. alcatraz by different analytical methodologies, in order to advance the knowledge on the venoms of Bothrops genus and on the evolution of the venoms of species of the Jararaca group. The analytical approaches used in this study included the charactrization of the proteomes of the venoms of the Jararaca group by electrophoresis and protein identification by trypsin digestion and analysis by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS), N-terminomic and peptidomic analyses of the venom of B. alcatraz by LC-MS/MS and glycosylation analyses of the venoms of the Jararaca group by treatment with glycosidases, affinity chromatography to lectins (concanavalin A, Con A; wheat germ agglutinin, WGA; peanut agglutininin, PNA) and characterization of the N-glicomes by MSn. The one-dimensional electrophoretic profiles were evaluated under reducing and non-reducing conditions and showed that the venom of B. alcatraz differs from B. jararaca (newborn and adult) and B. insularis (adult) venoms. The two-dimensional electrophoretic profile of B. alcatraz venom corroborated these differences and revealed that the milking of the venom in the presence or in the absence of proteinase inhibitors influences the number of spots visualized on the gel. The results of the analysis of venom proteomes of the Jararaca group showed no significant qualitative differences between them; moreover, the three venoms showed a similar pattern of distribution of toxins classes. However, the label free quantitative analysis of these proteomes revealed some differences, and indicated that the venom of B. alcatraz has a higher content metaloproteinses and phospholipase A2 than B. jararaca and B. insularis venoms. The identification of B. alcatraz venom peptidome showed various forms of bradykinin-potentiating peptides, as well as products of the degradation of different toxins classes. The assessment of the glycosylation level of proteins of the three venoms showed that after removal of N-glycan and O-glycan chains their electrophoretic profiles become more similar. The identification of B. alcatraz venom proteins that showed affinity for lectins indicated that ConA interacted with a larger number of components, followed by WGA and PNA. The qualitative and quantitative analysis of the N-glicome of the venoms of the Jararaca group showed that they share the same N-glycan structures, which were also found in similar relative abundance. Taken together, the results of this study indicate that in the Jararaca group, the venom proteomes of B. jararaca and B. insularis show similarity to each other and differ from the venom of B. alcatraz, especially with respect to the degree of protein glycosylation.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-06-14T10:48:13Z No. of bitstreams: 1 marinnagomes.pdf: 1050831 bytes, checksum: 19f0caa7f0448c9ddc9f79c839e5aa28 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-06-14T11:32:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marinnagomes.pdf: 1050831 bytes, checksum: 19f0caa7f0448c9ddc9f79c839e5aa28 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T11:32:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marinnagomes.pdf: 1050831 bytes, checksum: 19f0caa7f0448c9ddc9f79c839e5aa28 (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Acidentes ofídicos representam um grave problema de saúde pública devido a sua alta incidência e a gravidade dos seus efeitos. No Brasil, o gênero Bothrops é responsável por 85% dos casos de acidentes. A principal forma de tratamento para tais acidentes é feita através da soroterapia, utilizando-se anticorpos eqüinos, porém os mesmos não são capazes de neutralizar os efeitos sistêmicos do envenenamento e podem causar reações adversas. Uma nova perspectiva para o tratamento de acidentes ofídicos é a utilização de anticorpos recombinantes, mais precisamente a porção scFv. O fragmento scFvBap1 é oriundo de um anticorpo monoclonal, produzido em Escherichia coli foi capaz de neutralizar os efeitos hemorrágicos do envenenamento. Atualmente as plantas vêm sendo amplamente utilizadas na produção de proteínas recombinantes de interesse farmacêutico. Neste estudo, objetivou-se a expressão do fragmento scFv em Nicotiana benthamiana, a fim de avaliar seu potencial para ser utilizado como soro antiofídico. Foram avaliadas a expressão transiente do fragmento scFvBap1 em folhas de N. benthamiana, bem como a expressão estável na mesma planta. Os fragmentos produzidos foram capazes de reconhecer e neutralizar as toxinas BaP1 de B. asper, BnP1 de B. newidae e ATX de B. atrox, demonstrando seu potencial para ser utilizado na terapia contra envenenamentos ofídicos. O sistema de produção estável apresentou-se maior rendimento de proteínas (270 μg/g) quando comparado ao sistema de produção transiente (43 μg/g). Por fim, o sistema mostrou-se uma ótima alternativa para produção do fragmento de anticorpo quando comparado ao sistema bacteriano. / Ophidian accidents are a global health problem due to its high incidence and gravity of its effects. In Brazil, the genus Bothrops is responsible for 85% of the cases of accidents. The main form of treatment for snake envenoming is serum therapy using equine antibodies, however, they are not able to neutralize the local effects of the toxin and may also cause adverse reactions. A new perspective for the treatment of snakebite envenoming has emerged with the use of recombinant antibodies, particularly the Fv fragment (scFv). The scFvBap1, is an efficient antibody capable of neutralizing the hemorrhagic effects and proteolytic activity caused by metalloproteinases. Currently the plants have been widely used in the production of recombinant proteins of pharmaceutical interest. In this study, we aimed the expression of the scFv fragment in Nicotiana benthamiana, in order to evaluate its potential as an antiophiidic serum. The transient expression of the scFvBap1 fragment in leaves of N. benthamiana, as well as the stable expression in the same plant, were evaluated.The fragments produced were able to recognize and neutralize the toxins BaP1 from B. asper, BnP1 from B. newidae and ATX from B. atrox, demonstrating their potential to be used in therapy against ophidian poisoning. The stable production system presented higher protein yield (270 μg / g) when compared to the transient production system (43 μg / g). Finally, the system proved to be a good alternative for producing the antibody fragment when compared to the bacterial system.

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce Soto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:00:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rojas-Hualpa_JoseMiguel_M.pdf: 2266212 bytes, checksum: ad52a054d91af49b26ef11cf744381fe (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Marcos Hikari Toyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_VeronicaCristinaGomes_D.pdf: 49857534 bytes, checksum: b3727eb6c966531052574dc180e90fd1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Mesmo após décadas do descobrimento dos anti-inflamatórios inibidores de fosfolipase continua a busca por novas moléculas que sejam capazes de apresentar esse efeito terapêutico sem a indução de efeitos colaterais. O objetivo deste estudo foi obter extrato polar de partes aéreas de Tithonia diversifolia, viabilizando um padrão de qualidade para esse extrato a partir da identificação de seus principais constituintes e após essa determinação, avaliar o seu efeito sobre a atividade de frações de fosfolipase A2 básicas secretórias (sPLA2) obtidas de Bothrops jararacussu (Bj) e Crotalus durissus ssp (Cd). Os extratos foram obtidos por infusão e decocção e após a identificação dos constituintes por cromatografia e LC/MS-MS, determinou-se que o extrato de melhor rendimento foi obtido por decocção e que seus principais constituintes são derivados do ácido cinâmico: cafeoil-glicosídico, tagitinina C e ácido quínico. A técnica de molecular imprint (MP) permitiu uma separação dos constituintes sendo uma metodologia prática. O extrato polar apresentou atividade anti-agregante plaquetária na concentração de 0,6 a 20µg/mL, frente ao estímulo de indução por trombina, o que representa que o chá não é tão inerte e que pode promover complicações em indivíduos com distúrbios de coagulação. A purificação de Bj e Cd foi realizada por técnicas cromatográficas, com rendimento de aproximadamente 30% (p<0,05) de sPLA2. Ensaio enzimático in vitro, que utilizou substrato cromogênico sintético de PLA2 o 4-nitro-3-octanoiloxi-benzóico (NOBA) identificou que o extrato polar foi capaz de reduzir em 60% (p<0,05) a atividade enzimática de sPLA2 de Bj, independente do tipo de tratamento aplicado. A redução da atividade de sPLA2 de Cd foi reduzida em 30% (p<0,05) quando a mesma foi incubada por 30 min em presença do extrato. As modificações dos efeitos patológicos causados por sPLA2s foram avaliadas por ensaios in vivo. A ação edematogênica de sPLA2 de Bj foi reduzida em 50% (p<0,05), quando esta estava em presença do extrato, independe de prévia incubação, já a mesma ação para sPLA2 de Cd foi reduzida drasticamente pelo extrato, no entanto, após 60 min da administração do agente indutor de inflamação, a capacidade miotóxica com consequente liberação de creatina-quinase (CK) foi modulada pelo extrato de forma distinta dependendo da fonte de sPLA2. Para sPLA2 de Bj o extrato promoveu uma atividade protetora de liberação de CK, pois reduziu a liberação da enzima quando foi aplicado intraperitoneal 30 min antes do agente agressor, no entanto, a sPLA2 de Cd apresentou capacidade reduzida de liberação de CK quando foi incubada com o extrato por 30min antes da aplicação do mesmo no músculo do cobaio. Diante da ação do extrato sobre a inflamação induzida por sPLA2 buscou-se, através de técnica da reação da polimerase em cadeia em tempo real (PCR em tempo real), determinar a influência do extrato na expressão de genes envolvidos na inflamação. Determinou-se que o gene Nf-Kb, embora responda a presença do extrato, é o que mais tardiamente é ativado (ou expresso), possivelmente por ser nuclear. Através desses ensaios foi possível determinar a ação desses extratos sobre a resposta inflamatória aguda induzida pela ação de sPLA2s de venenos de serpentes / Abstract: Even after decades of the discovery of the anti-inflammatory inhibitors of phospholipase, there is a continuous search for new molecules which are able to provide this therapeutic effect without inducing side effects. The aim of this study was to obtain polar extract of the aerial parts of Tithonia diversifolia, enabling a quality standard for this extract from the identification of its main constituents and after this determination, to evaluate its effect on the activity of fractions A2 phospholipase basic secretory (sPLA2) obtained from Bothrops jararacussu (Bj) and Crotalus durissus ssp (Cd). The extracts were obtained by decoction and infusion and after the identification of the chromatography and LC / MS-MS. It was determined that the best yield of extract was obtained by decoction and its main constituents are cinnamic acid derivatives: caffeoyl - glycosidic, tagitinina C and quinic acid. Molecular imprint technique (MP) enabled separation of the constituents being a practical methodology. The polar extract showed anti-platelet activity at a concentration of 0.6 to 20 ?g/mL, opposite the stimulus induced by thrombin, which indicates that tea is not as inert and may promote complications in patients with coagulation disorders. Purification of Bj and Cd was performed by chromatographic techniques, with a yield of approximately 30% (p<0,05) of sPLA2. In vitro enzyme assay, which used synthetic chromogenic substrate of sPLA2 4-nitro-3-octanoyloxy benzoic acid (NOBA), it was identified that the polar extract was able to reduce by 60% (p<0,05) the enzymatic activity of sPLA2 Bj, regardless of the type of treatment applied, the reduction of the activity of sPLA2 Cd was reduced by 30% (p<0,05) when it was incubated for 30 min in presence of the extract. The modifications of the pathological effects caused by sPLA2s were evaluated by in vivo tests. The edematous action of sPLA2 Bj was reduced by 50% (p<0,05) when it was in presence of the extract, independent of incubation, since the same action for sPLA2 Cd was drastically reduced by the extract, however, after 60 min of administration of the agent inducer of inflammation, the myotoxic capacity with consequent release of creatine - kinase (CK) was modulated by the statement differently depending on the source of sPLA2, sPLA2 Bj to extract promoted a protective activity of CK release, because it reduced the release of enzyme, when applied intraperitoneally, 30 min before the offending agent, however, sPLA2 Cd showed reduced ability to release when CK was incubated with the extract for 30 min before application of the same muscle. Before the action of the extract on the sPLA2 induced inflammation was sought through the technique of polymerase chain reaction in real time (real time PCR), to determine the influence of the extract on the expression of genes involved in inflammation. We determined that Nf - Kb gene was the answer that although the presence of the extract is that the later is activated (or expressed), possibly because it was nuclear. Through these studies it was possible to determine the effect of these extracts on the acute inflammatory response induced by the action of sPLA2s from snake venoms / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce Soto / Dissertação ( mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T23:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minaya_MagalyAlejandraBrousett_M.pdf: 1843449 bytes, checksum: 708051f59ddc90ca5b185a088f8d589d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os venenos de serpentes contêm uma variedade de proteínas que são estudadas no mundo pela importância biológica e farmacológica. Dentro de sua complexa composição, o veneno apresenta enzimas proteases, como as metaloproteases e serinoproteases que estão envolvidas em distúrbios hemostáticos e coagulantes, interferindo na agregação plaquetária. O presente trabalho teve como objetivo purificar, caracterizar bioquimicamente e avaliar as atividades farmacológicas de uma serinoprotease com atividade coagulante, do veneno de Bothrops barnetti nomeada TLBbar. A purificação envolveu dois passos cromatográficos, exclusão molecular em Sephadex G-75 e HPLC de fase reversa em coluna analítica Supelco C8, obtendo-se um alto grau de pureza e homogeneidade, revelado com SDSPAGE e com Mr ~ 28,5 kDa. TLBbar mostrou homlogia sequêncial com outras serinoproteases de veneno de serpentes, evidenciado através de espectrometria de massas MS/MS, como a trombina-like denominada Calobin, isolada e caracterizada a partir de Agkistrodon caliginosus (Korean Viper), Crotalase (Crotalus adamanteus), flavoxobin (Trimeresurus flavoviridis) entre outras. Observa-se na homologia que as serinoproteases, com as quais foi comparada a TLBbar, apresentam os aminoácidos conservados do sítio catalítico (His57, Asp102, Ser195), já na sequencia da TLBbar demonstra-se a presença do aminoácido histidina na posição 57 da tríada catalítica. Este resultado em conjunto com as atividades enzimáticas e biológicas, confirmam que TLBbar pertence ao grupo de enzimas serinoproteases com atividade trombina-like. A enzima apresenta sua maior atividade proteolítica a 37oC e em pH 8, sendo essa alterada na presença de íons divalentes por interações eletrostáticas entre enzima e substrato. TLBbar apresenta um comportamento michaeliano segundo os estudos cinéticos realizados com o substrato BApNA, revelando um Vmax e Km de 0,42nmol/min e 0,433mM, respectivamente. Em presença de heparina mantem 80% de sua atividade, e apresenta relativa estabilidade frente a SBT-I e agentes quelantes como EDTA e EGTA. TLBbar tem atividade coagulante sobre fibrinogênio bovino (atividade fibrigenolítica), formando um coágulo semi-rígido, pois não ativa o fator XIII da cascata de coagulação como faz a trombina que resulta na formação de um coágulo consistente. Sua atividade fibrigenolítica foi evidenciada pela liberação dos fibrinopeptídios A, pela degradação da cadeia A? do fibrinogênio, a qual foi inibida por PMSF e Leupeptina, confirmando sua classificação no grupo das serinoproteases. A eficiência desta atividade fibrigenolítica foi observada entre 30 oC e 40oC durante 2 horas de incubação e alterada em presença de íons divalentes como cálcio, magnésio e bário, ressaltando a maior atividade fibrigenolítica com o cálcio. A enzima purificada TLBbar foi capaz de agregar plaquetas e em concentração de 2,5?g evidenciou comportamento semelhante à trombina. Interessante que TLBbar estimula a agregação plaquetária assim como também retarda dita atividade no tempo quando comparado com o controle (trombina). Este fato é devido a sua mudança de conformação estrutural que corresponde à ativação plaquetaria a qual ocorre com mais lentidão (nos primeiros minutos), em comparação a transformação causada pela trombina, tendo como conseqüência a liberação mais lenta de agentes como ADP e tromboxanos A2, necessários para alcançar a adesão plaquetária. A serinoprotease TLBbar não apresenta toxicidade, pois não possui atividades edematogênica, hemorrágica e miotóxica in vivo. Por outro lado, TLBbar evidencia capacidade de dissolver o coágulo de fibrina gerado pela trombina após 36 horas de incubação a 37oC, esta atividade foi inibida com PMSF nas mesmas condições, estes dados sugerem a presença de atividade fibrinolítica / Abstract: The snake venoms contain variety of proteins and are studied in the world for biological and pharmacological importance, within their complex composition of the venom protease enzymes present, as metalloproteases and serineproteases that cause hemostatic disorders, coagulantes and platelet aggregation. The present dissertation aimed to purify, biochemically characterize and evaluate the pharmacological activities of a serine protease with coagulant activity named TLBbar from Bothrops barnetti. Its purification involved two chromatographic steps, molecular exclusion in Sephadex G-75 and reversedphase HPLC with a Supelco C8 analytical column, obtaining high purity and homogeneity revealed by SDS-PAGE with Mr ~ 28.5 kDa. The enzyme has its highest proteolytic activity at 37 °C and at pH 8, which is altered in the presence of divalent ions by electrostatic interactions between enzyme and substrate. TLBbar presents a Michaelis-Menten behavior according the kinetic studies revealing a Km and Vmax of 0.433 mM and 0.42 nmol/min, respectively. TLBbar in the presence of heparin maintains its activity around 80%, although has relative stability compared with SBT-I and chelating agents such as EDTA and EGTA. TLBbar has coagulant activity on bovine fibrinogen, forming a clot semi-rigid, different the action of thrombin that results in the formation of a clot consistent. Its fibrigenolytic activity was evidenced by the release of fibrinopeptides A, by degradation of fibrinogen A? chain, which was inhibited by PMSF and Leupeptin, confirming its classification in the group of serineproteases. The efficiency of this activity was observed between 30 and 40 °C during 2 hours of incubation and changed in the presence of divalents ions such as calcium, magnesium and barium, brings out the greatest fibrigenolytic activity with calcium. The purified enzyme TLBbar was capable of aggregating platelets; 2.5?g of concentration evidence similar behavior to thrombin, TLBbar interesting stimulates platelet aggregation as well as delay time in such activity when compared with control (thrombin). We suggest that structural process of platelet activation occurs over a longer period of time with TLBbar as a result of release of ADP and thromboxane A2 agents that happen that occur with less speed to achieve platelet adhesion compared with thrombin. This enzyme not showed edematogenic-activity when compared with the activity caused by B. Barnetti snake venom, did not induce hemorrhagic nor myotoxic effect in vivo. On the other hand, TLBbar had proteolytic activity similar to thrombin, proven in the fibrigenolytic activity on bovine fibrinogen as measured in the release of fibrinopeptides in times of release similar to the control, the proteolytic activity was also evidenced by the ability to dissolve fibrin clot generated by Thrombin after 36 hours of incubation at 37 °C, the activity was inhibited with PMSF under the same conditions, these data suggest the presence of fibrinolytic activity / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce Soto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heleno_MauricioAurelioGomes_D.pdf: 8695465 bytes, checksum: 8ac64464abefb901cab1d4e5b6b96336 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma grande variedade de toxinas provenientes de venenos animais tem sido largamente utilizada no estudo de mecanismos de ação e processos fisiológicos, sendo consideradas valiosas ferramentas moleculares. As serpentes peçonhentas expressam no veneno diversas proteínas muito estudadas e utilizadas clinicamente, apresentando diferentes graus de variabilidade inter e intraespecífica em suas composições e nos seus efeitos biológicos. O conhecimento obtido com os estudos destas moléculas tem grande importância clínica na compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos nos envenenamentos ofidicos e também acadêmico-tecnológica, devido à possibilidade do desenvolvimento de novos instrumentos moleculares utilizados na pesquisa e também de novos modelos moleculares para princípios ativos de drogas. Neste trabalho pesquisamos as atividades neurotóxica, miotóxica e inflamatória de uma PLA2 básica, D49, purificada do veneno da serpente Bothrops roedingeri após duas etapas cromatográficas, exclusão molecular em Sephadex G-75 e hidrofobicidade em HPLC de fase reversa em coluna 'mi'-Bondapak C-18. A BrTX-I apresentou massa molecular relativa em tomo de ~14 kDa (SDS-PAGE) e confirmada por espectrometria de massas (ESI-MS), em 14.358,69 Da. A análise da composição de aminoácidos da BrTX-I, revelou que esta é constituída aproximadamente por 120 resíduos aminoacídicos, com alto conteúdo de aminoácidos básicos e hidrofóbicos, resultando em um valor calculado de pI de 8,63. A presença de 14 resíduos de cisteína sugere a formação de sete pontes dissulfeto. A análise estrutural da BrTX-I foi realizada por ESI-MS e as regiões analisadas mostraram semelhança com outras PLA2 miotóxicas isoladas de venenos botrópicos. A BrTX-I apresentou alta atividade PLA2 e um comportamento tipo sigmoidal em baixas concentrações do substrato. Atividade PLA2 ótima da BrTX-I foi em pH 8,0 e temperatura de 37°C. A BrTX-I mostrou-se dependente de Ca2+ (mM) e na sua substituição por zn+2, Mn+2, Mg+2 e Cd+2 a atividade foi reduzida. O estudo da homologia sequencial da BrTX-I mostrou posições extremamente conservadas na molécula. Nas posições 1 e 2 há predominância da sequência de aminoácidos (DL), na posição 4 (Q). Uma das regiões altamente conservadas na sequência de aminoácidos das PLA2 é a alça de ligação ao cálcio, segmento ...YGCYCGXGG. Resíduos formando a alça de ligação ao cálcio e a rede catalítica da BrTX-I mostraram um alto grau de conservação, refletindo na manutenção da atividade. A região relacionada à atividade neurotóxica pré-sináptica (80-11 O) apresentou principalmente resíduos hidrofóbicos. Em preparações ex vivo, o veneno e a BrTX-I causaram rápido bloqueio da neurotransmissão na preparação biventer cervicis de pintainho de modo similar a outras Bothrops, sem alterar significativamente as respostas contraturantes à adição de AChe de KCl (5 e 20 'mi'g/mL), indicando atividade neurotóxica pré-sináptica. Em camundongos, a BrTX-I induziu miotoxicidade local, determinada pelo aumento nos níveis plasmáticos de CK e mostrou efeito pró-inflamatório analisado através da formação do edema de pata e liberação das citocinas IL-1 , IL-6 e TNF-'alfa'. Como BrTX-I produz um efeito inflamatório, a hidrólise de fosfolipídios pode ser relevante na fisiopatología do envenenamento / Abstract: A great variety of animal venom toxins has been widely used in the study of action mechanisms and metabolic processes, thus considered valuable molecular tools. Poisonous snakes contains in their venom several well studied and clinically used proteins, showing these venoms different intra or interspecific variability degrees in their composition and biological effects. The knowledge obtained with these molecules study, has a great clinical relevancy understanding pathophysiological process regarding snake envenomations, and also academic technological, due to the possibility to develop new molecular tools and new molecular models to study active principies of some drugs. ln this work, we study neurotoxic, myotoxic and inflammatory activities of BrTX-I, a basic PLA2, purified from Bothrops roendigeri snake venom after two chromatographic steps, using molecular exclusion chromatography (Sephadex G-75) and reverse phase HPLC on 'mi'-Bondapak C-18 column. BrTX-I showed relative molecular mass around 14 kDa (PAGE) and specific molecular mass of 14,358.69 Da was determined by ESl-MS mass spectrometry. The amino acid composition analysis showed that BrTX-I contains 120 aminoacidic residues with high content of basic and hydrophobic amino acids, resulting in a calculated pi value of 8. 63. The presence of 14 Cysteine residues, suggests the formation of seven dissulfide bonds. Structural analysis of BrTX-I PLA2, performed by ESI-MS showed high identity values when compared to other myotoxic PLA2, isolated from Bothrops snakes venoms. BrTX-I presented high PLA2 activity and showed a sigmoidal behavior at low substrate concentrations. The BrTX-I reached its maximal PLA2 activity at pH 8.0 and 37 °C. Maximum PLA2 activity required Ca2+ (mM) and substitution of Ca2+ by zn+2, Mn+2, Mg+2 or Cd+2 showed reduced enzymatic activity. Sequence homology studies of BrTX-I showed extremely conserved positions in the molecule. ln positions 1 and 2, there is a predominance of the amino acids sequence (DL), and in position 4 (Q). One of the highly conserved regions in the amino acid sequences of PLA2 is the Ca2+ -binding loop, segment ... YGCYCGXGG. Residues forming the Ca2+-binding loop and the catalytic network of BrTX-I PLA2 showed a high conservation grade, reflecting the non-decreased catalytic activity. The region related to the presynaptic neurotoxic activity (80-110), showed mainly the presence of hydrophobic residues. ln ex vivo studies, the whole venom and BrTX-I caused a fast blockade of the neuromuscular transmission in young chick biventer cervicis preparations m a similar way to other Bothrops species, without alters significantly the contractures induced by ACh and KCL at doses of 5 and 20 'mi'g/mL, respectively, indicating presynaptic neurotoxic activity. ln mice, BrTX-I induced local myotoxicity, determined by increase in CK serum leveis, and showed proinflammatory effects analyzed through edema-forming activity and citokines IL-1 , IL-6, and TNF'alpha' release. Once BrTX-I induces a strong pro-inflammatory effect, the enzymatic phospholipid hydrolysis may be relevant for envenomation pathophysiology / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular