Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1211143 bytes, checksum: 23a2b34a9ee3ee070ebfce58519b026d (MD5) Previous issue date: 2013-05-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Canavalia brasiliensis belongs to the family of Leguminosae and known as feijão-bravo-do-Ceará, it s a species from Americas. In Brazil it can be found in the North, Northeast, Midwest and Southeast. Many species of plant contain carbohydrate-binding proteins which are commonly called lectins or agglutinins which are distributed in virtually all living organisms. That study aimed to detect, purify and characterize physico-chemically a ConBr new lectin from extract of the seeds of C. brasiliensis and to evaluate its relationship with pathogenic bacteria and inflammatory processes. The lectin, with affinity for rabbit erythrocytes, was isolated by affinity chromatography on matrix Sephadex G-50 followed by chitin, and molecular exclusion in HPLC system. The purity and the molecular weight of the lectin were determined by SDS-PAGE. The protein was characterized as to the nature glycoprotein, the specific sugars and glycoproteins, resistance to pH, temperature, denaturing agents, reducing, oxidizing and chelating agents. The lectin on SDS-PAGE showed two bands of 25 and 45 kDa and a content of 47 μg of carbohydrates. It was specific for mannose, fructose and maltose. It was inactivated when heated to 90 °C and 100 °C for 10 minutes and at pH 5,0 and 13.0. It had reduced their activity in the presence of urea 4 and 8 M and sodium metaperiodate, and increased with β-mercaptoethanol. It s a metalloprotein which depend of Mg2+ for stabilizing its carbohydrate biding site. It didn t present activity against Bacillus subtilis ATCC 0516, Escherichia coli ATCC 10536, Pseudomonas aeruginosa ATCC 8027, P. aeruginosa ATCC 25619, Staphilococcus aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25925 and in the carrageenan-induced peritonitis model in mice, the lectin didn t have toxicity to animals and showed anti-inflammatory effect reducing the blood vessel permeability and migration of neutrophils in the peritoneum of mice. / Canavalia brasiliensis pertence à família Leguminosae e sendo conhecida como feijão-bravo-do-Ceará, é uma espécie predominante do Continente Americano. No Brasil pode ser encontrada nas regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste. Muitas espécies de plantas contêm proteínas de ligação a carboidratos as quais são comumente chamadas de lectinas ou aglutininas as quais são distribuídas em praticamente todos os organismos vivos. O referido trabalho objetivou detectar, purificar e caracterizar fisico-quimicamente uma nova lectina ConBr do extrato das sementes de C. brasiliensis e avaliar sua relação com bactérias patogênicas e processos inflamatórios. A lectina com afinidade por eritrócitos de coelho foi isolada através de cromatografia de afinidade em matriz de sephadex G-50 seguida de quitina; e exclusão molecular em sistema HPLC. O grau de pureza e o peso molecular da lectina foram determinados por eletroforese SDS-PAGE. A proteína foi caracterizada quanto à natureza glicoproteica, especificidade a açúcares e glicoproteínas, resistência ao pH, temperatura, agentes desnaturantes, redutores, oxidantes e quelantes. A lectina apresentou na SDS-PAGE duas bandas de 25 e 45 kDa e um teor de 47 μg de carboidratos. Foi específica para manose, frutose e maltose. Foi inativada quando aquecida a 90 °C e 100 °C durante 10 minutos e em pH 5,0 e 13,0. Teve sua atividade reduzida na presença de ureia 4 e 8 M e do metaperiodato de sódio; e aumentada com o β-mercaptoetanol; é uma etaloproteína dependente de Mg2+ para a estabilização do seu sítio de ligação a carboidratos. Não apresentou atividade frente às bactérias Bacillus subtilis ATCC 0516, Escherichia coli ATCC 10536, Pseudomonas aeruginosa ATCC 8027, P. aeruginosa ATCC 25619, Staphilococcus aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25925 e no modelo de peritonite induzido por carragenina em camundongos, a lectina não se mostrou tóxica para os animais e exibiu efeito antiinflamatório através da redução da permeabilidade dos vasos sanguíneos e da migração dos neutrófilos no peritôneo dos animais.

Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2925990 bytes, checksum: c09f8e05395a813c660d9c2568ea71c5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Legume lectins are historically recognized as carbohydrate-binding proteins, and this property is roughly linked to the majority of their biological activities, such as pro and antiinflamatory processes, apoptosis and mitogenic mechanisms. However, several studies have demonstrated the capability of these proteins to bind diverse other compounds, such as phytohormones and hydrophobic molecules, although the biological relevance of these interactions remains elusive. Many biological reactions involve proteins interactions with nucleic acids and the protein interaction with DNA plays a key role in the cellular regulation and all vital functions. In the present work, it is reported the crystal structure of ConM, a lectin isolated from Canavalia maritima seeds, in complex with Interleukine 1β primer. A cubic crystal, belonging to the F23 space group, was obtained by the diffusion vapor method and submitted to X-ray diffraction. In the structure, an electron density map corresponding to four nucleotides from the interleukin-1β primer was found in the interface of ConM non-canonical dimer. The nucleotides stabilization involves H-bonds and electrostatic forces with the amino acids His127, Ser110, Lys114, Ser190, Asp192, Thr194, His51 and Ser190. Based on these crystallographic results and in a molecular docking simulation, it is hypothesized that the lectin may function as a transcription factor, which could help us to understand some of their biological activities. / Lectinas de leguminosas são historicamente reconhecidas como proteínas de ligação a carboidratos e essa propriedade é ligada à maioria das suas atividades biológicas, tais como pró e antiinflamatórias, apoptose e mecanismos mitogênicos. No entanto, vários estudos demonstraram a capacidade destas proteínas de se ligarem a diversos outros compostos, tais como fitohormônios e moléculas hidrofóbicas, embora a relevância biológica destas interações permaneça indefinida. Muitas reações biológicas envolvem a interação de proteínas com ácidos nucleicos e a interação da proteína com o DNA desempenha um papel chave em toda a regulação celular e das funções vitais. No presente trabalho relatamos a estrutura cristalina da ConM, uma lectina isolada de sementes de Canavalia maritima, em complexo com o primer da Interleucina 1β. Um cristal cúbico, pertencente ao grupo espacial F23, foi obtido através do método da difusão de vapor e submetido à difração de raios X. Na estrutura, o mapa de densidade eletrônica correspondente a quatro nucleotídeos do primer da interleucina-1β foi encontrado na interface do dímero não-canônico. A estabilização dos nucleotídeos envolve pontes de hidrogênio e forças eletrostáticas com os aminoácidos His127, Ser110, Lys114, Ser190, Asp192, Thr194, His51 e Ser190. Com base nestes resultados cristalográficos e em uma simulação de docking molecular, é hipotetizado que a lectina pode funcionar como um fator de transcrição, o que poderia nos ajudar a entender algumas de suas atividades biológicas.

Orientador: Valmir Fadel / Banca: Fernanda Canduri / Banca: Mario Tyago Murakami / Resumo: Este trabalho teve por objetivo cristalizar e resolver tridimensionalmente as estruturas das proteínas Canavalia gladiata lectin (CGL) e Canavalia marítima lectin (CML), ambas complexadas com o açúcar manose 1-6 manose, encontradas em sementes de leguminosas. Para o processo de cristalização foi utilizado um kit de cristalização, contendo 96 soluções previstas pelo método de cristalização da matriz esparsa, denominado Screen Index (Hampton Research). Para o processo de resolução de estrutura foi utilizado diversos métodos computacionais dentre eles, o programa CCP4 (Collaborative Computational Project n° 4). Já com a estrutura resolvida, pode-se observar o sítio de ligação da proteína e identificar quais aminoácidos fazem parte do mesmo; calcular o RMSD médio entre as estruturas nativa e complexada com o açúcar manose 1-6 manose; comparar os sítios de ligação das proteínas CGL e CML complexadas com os açúcares man 1-2 man, man 1-3 man, man 1-4 man e man 1-6 man. Enfim, o trabalho colaborou para que duas novas estruturas fossem depositadas no banco de dados PDB (Protein Data Bank), para que futuros pesquisadores possam realizar estudos utilizando essas estruturas já resolvidas. / Abstract: This study aimed to crystallize and solve the three-dimensional structures of proteins Canavalia gladiata lectin (CGL) e Canavalia maritime lectin (CML), both complexed with sugar manose 1-6 manose, found in legume seed. For the crystallization process was used a kit of crystallization, containing 96 solutions provided by the method of crystallization of the sparse matrix, called Screen Index (Hampton Research). For the process of resolution structure was used several computation methods among them, the program CCP4 (Collaborative Computational Project n° 4). Now with the structure resolved, can observe the binding siti of protein and amino acids to identify which part of the same; calculate the avarage RMSD betweem the native and complexed structures with the sugar manose 1-6 manose; compare the binding sites of CGL and CML proteins complexed with sugars man 1-2 man, man 1-3 man, man 1-4 man and man 1-6 man. Finally, the work helped the two new structures were deposited in the PDB database, for future researchers to conduct studies using these structures already solved. / Mestre

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Lectinas de plantas podem ser definidas como proteÃnas de origem nÃo imune que possuem pelo menos um domÃnio nÃo catalÃtico que se liga reversivelmente de maneira especÃfica a um mono- ou oligossacarÃdeo. A famÃlia das lectinas de leguminosas representa o grupo destas proteÃnas mais bem estudadas, em especial destaque a subtribo Diocleinae, que possui o representante mais bem caracterizado, a ConA. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo ocorre quanto Ãs atividades biolÃgicas e especificidade a carboidratos variados, o que torna importante a investigaÃÃo em nÃveis estruturais e biolÃgicos dos seus diversos membros, dentre eles a Canavalia grandiflora Benth. A lectina de sementes de Canavalia grandiflora (ConGr) foi purificada de acordo com Ceccato (2001) e foi cristalizada pelo mÃtodo de difusÃo de vapor a 293 K. Cristais foram obtidos em uma condiÃÃo contendo 0,5 M de sulfato de cÃdmio hidratado, 0,1 M de HEPES pH 7.5 e 1,0 M de acetato de sÃdio triidratado. Os cristais apresentam o grupo espacial ortorrÃmbico I222, a cela unitÃria tem como dimensÃes a=67,70 Ã, b=55,90à e c=107,46 à e Ãngulos ?=?=?=90Â, sendo observado um monÃmero na unidade assimÃtrica e um conteÃdo de 42,53% de solvente no cristal. A estrutura foi resolvida a 2,19à e o problema de fase foi solucionado pelo mÃtodo de substituiÃÃo molecular utilizando as coordenadas da Canavalia gladiata como modelo (PDB: 2D7F). O refinamento satisfatÃrio apresentou âRfactorâ e âRfreeâ com 22,6 e 27,4 respectivamente e apenas um resÃduo de aminoÃcido em regiÃo nÃo permitida do Ramachandran. Apesar da alta similaridade estrutural, pequenas mudanÃas na orientaÃÃo de aminoÃcidos chaves, podem ser responsÃveis pela diversidade nos resultado de aplicaÃÃes biolÃgicas como os resÃduos do sÃtio de ligaÃÃo a carboidrato, que apesar de conservados possuem modificaÃÃes na orientaÃÃo espacial. A seqÃÃncia primÃria da lectina de C. grandiflora apresenta grande similaridade com lectinas do mesmo gÃnero, porÃm ela concentra o maior nÃmero de mutaÃÃes representativas do gÃnero Dioclea, caracterizando-o como o subgÃnero de Canavalia mais prÃximo de Dioclea, e dentre as canavalias à a mais primitiva. A ConGr apresentou atividade edamatogÃnica em modelo de edema de pata (s.c.) e efeito relaxante em mÃsculo liso de aortas de ratos endotelizadas, porÃm os efeitos mostram-se fracos frente a outras lectinas de Diocleinae. / Plant Lectins can be defined as non-immune origin proteins having at least one non-catalytic domain that binds reversibly in a specific fashion to a mono-or oligosaccharide. The legume lectin family group represents the best studied of these proteins, in particular highlighted the subtribe Diocleinae, which has the best characterized representative, ConA. Lectins Diocleinae show a high degree of structural similarity, but the same does not regarding biological activities and specificity to different carbohydrates, which makes it important to research in structural and biological levels of its various members, among them the Canavalia grandiflora Benth. The lectin from Canavalia grandiflora (Congr) was purified according to Ceccato (2001) and was crystallized by vapor diffusion method at 293 K. Crystals were obtained in a state containing 0.5 M of cadmium sulfate hydrate, 0.1 M HEPES pH 7.5 and 1.0 M sodium acetate trihydrate. The crystals have the orthorhombic space group I222, the unit cell has the dimensions a = 67.70 Ã, b = 55.90 à and c = 107.46 à and angles? =? =? = 90 Â, giving a monomer in the asymmetric unit and a content of 42.53% solvent in the crystal. The structure was solved to 2.19 à and phase problem was solved by the method of molecular replacement using the coordinates of Canavalia gladiata as a template (PDB: 2D7F). The refinement showed satisfactory "rfactor" and "Rfree" with 22.6 and 27.4 respectively and only one amino acid residue in a region of the Ramachandran disallowed. Despite the high structural similarity, small changes in the direction of key amino acids may be responsible for the diversity in the biological applications as a result of the residues of the carbohydrate binding site which are retained despite changes in spatial orientation. The primary sequence of the lectin from C. grandiflora has great similarity with lectins of the same genus, but it has the largest number of mutations representative of the genus Dioclea, characterizing it as the subgenus Canavalia nearest Dioclea and canavalias is among the most primitive. The Congregation edamatogÃnica showed activity in a model of paw edema (sc) and relaxing effect on smooth muscle of rat aorta endothelial, but the effects appear to be weak compared to other lectins Diocleinae.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lectinas podem ser definidas como proteÃnas de origem nÃo imune que possuem pelo menos um domÃnio nÃo catalÃtico que se liga reversivelmente de maneira especÃfica a mono ou oligossacarÃdeos. Dentre as lectinas de origem vegetal, as lectinas de leguminosas sÃo as mais estudas, em especial as lectinas pertencentes subtribo Diocleinae. As lectinas da subtribo Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade em sua seqÃÃncia primÃria e estrutura tridimensional, mas apresentam diferentes intensidades em suas atividades biolÃgicas em que sÃo aplicadas, como a induÃÃo da produÃÃo de Ãxido nÃtrico. A estrutura da recÃm cristalizada lectina de Canavalia brasiliensis (ConBr) objetiva esclarecer como essas variaÃÃes ocorrem baseado na geometria dos resÃduos que compÃe o domÃnio de reconhecimento à carboidrato (DRC). A lectina de Canavalia brasiliensis foi purificada e cristalizada pelo mÃtodo de difusÃo de vapor a 293 K. Cristais adequados foram obtidos na condiÃÃo contendo 200 mM de cloreto de sÃdio, 100 mM de hepes pH 8.5 e 1.8 M e sulfato de amÃnio. O cristais apresentam um grupo espacial ortorrÃmbico I222, a cela unitÃria tem dimensÃes de a=68.3 Ã, b=73.0 Ã, c=99.5 à e Ãngulos de α = β = γ = 90Â, sendo observado um monÃmero na unidade assimÃtrica e um conteÃdo de 49.5 % de solvente. O refinamento satisfatÃrio apresentou um âRfactorâ e âRfreeâ de respectivamente 20.4% e 25.3%. Foram determinados parÃmetros no potencial de atividade biolÃgica registrada na literatura, onde a lectina de Canavalia maritima (ConM) tem alto potencial de induÃÃo a produÃÃo de Ãxido nÃtrico comparado com a lectina de Canavalia ensiformis (ConA) que tem um baixo potencial de induÃÃo. DiferenÃas significativas foram encontradas entre coordenadas dos resÃduos que compÃe o DRC de lectinas da subtribo Diocleinae, e comparando esses dados com os potenciais de atividade biolÃgica foi estipulado um padrÃo distinto de distancias para lectinas com alto e baixo potencial de induÃÃo. A lectina de Canavalia brasiliensis (ConBr) apresenta um padrÃo de distancias de uma Ãtima indutora de Ãxido nÃtrico como ConM, porÃm apresenta uma atividade inferior que ConA. As distancias da DRC explicam a diferenÃa na atividade, mas a ConBr se mostra um caso excepcional, onde uma avaliaÃÃo do volume do sÃtio mostra um sÃtio extremamente reduzido, o que explica sua discrepÃncia na atividade biolÃgica. / Lectins may be defined as proteins of nonimmune origin that have at least one non-catalytic domain that reversibly binds specifically to mono or oligosaccharides. Among plant lectins, legume lectins are the most studied, in particular those lectins belonging to subtribe Diocleinae. The lectins from subtribe Diocleinae show a high degree of similarity in their primary sequence and three-dimensional structure but have different intensities in their biological activities in which they are applied, such as induction of nitric oxide production. The structure of the newly crystallized lectin from Canavalia brasiliensis (ConBr) aims to clarify how these variations are based on the geometry of the residues that comprise the carbohydrate recognition domain (CRD). The lectin from Canavalia brasiliensis was purified and crystallized by vapor diffusion method at 293 K. Suitable crystals were obtained under the condition containing 200 mM sodium chloride, 100 mM HEPES pH 8.5 and 1.8 M ammonium sulfate. The crystals have a space group orthorhombic I222, the unit cell has dimensions a = 68.3 Ã, b = 73.0 Ã, c = 99.5 à and angles α = β = γ = 90  been observed a monomer in the asymmetric unit with a content of 49.5% solvent. The refinement showed a satisfactory "Rfactor" and "Rfree" of respectively 20.4% and 25.3%. Parameters were determined in the potential of biological activity reported in literature, where the lectin from Canavalia maritima (ConM) has high potential for inducing nitric oxide production compared with the lectin from Canavalia ensiformis (ConA), which has a low potential for induction. Significant differences were found between coordinates of the residues that comprise the CRD of lectins from the subtribe Diocleinae, and comparing these data with potential biological activity was provided a distinct pattern of distances to lectins with high and low potential for induction. The lectin from Canavalia brasiliensis (ConBr) shows a pattern of distances for a great inducer of nitric oxide as ConM, but shows a lower activity than ConA. The distances of CRD explain the difference in activity, but ConBr shown an exceptional case where an assessment of the volume of the site shows a very small site, which explains their discrepancy in biological activity.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Lectinas sÃo (glico) proteÃnas de origem nÃo imune e que podem reconhecer e se ligar reversivelmente a carboidratos ou a outras substÃncias derivadas de aÃÃcares. A lectina de sementes de Canavalia boliviana Piper (CboL) à uma proteÃna de aproximadamente 100 KDa e especificidade de ligaÃÃo a D-Glicose. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva da CboL. Para tal, utilizamos camundongos Swiss (25-35g) e ratos Wistar (150-220g). No estudo da atividade antiinflamatÃria, CboL (1, 5 e 10 mg/kg; e.v.; 15 minutos) reduziu a permeabilidade vascular e inibiu a migraÃÃo de neutrÃfilos (rolamento e adesÃo) para a cavidade peritoneal de animais estimulados com carragenina (Cg), e este efeito parece estar relacionado com a reduÃÃo da concentraÃÃo de citocinas prÃ-inflamatÃrias (TNF-alfa, IL-1beta) e aumento da concentraÃÃo da citocina antiinflamatÃria (IL-10). A administraÃÃo conjunta de CboL com D-Glicose (aÃÃcar ligante) reverteu sua atividade antiinflamatÃria, sugerindo participaÃÃo do sÃtio lectÃnico nesta atividade; o aquecimento de CboL a 100oC, por 10 minutos, inibiu seu efeito antiinflamatÃrio, indicando a importÃncia de sua estrutura na atividade biolÃgica relatada. A lectina nÃo induziu a produÃÃo de Ãxido nÃtrico no soro. Ainda em relaÃÃo à atividade antiinflamatÃria, CboL foi capaz de inibir a migraÃÃo de neutrÃfilos para a cavidade peritoneal de animais imunizados e estimulados com ovoalbumina (OVA), esta mesma lectina foi eficaz em inibir a migraÃÃo de neutrÃfilos in vitro estimulada por MIP-2, demonstrando entÃo um papel direto da CboL na inibiÃÃo da migraÃÃo. No estudo da atividade antinociceptiva, CboL (1, 5 e 10 mg/kg; e.v.; 15 minutos) reduziu as contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico e diminuiu a primeira e segunda fase do teste da formalina, demonstrando uma atividade sobre a dor neurogÃnica e inflamatÃria. No teste da placa quente, CboL apresentou efeito possivelmente envolvendo receptores opiÃides confirmado pela modulaÃÃo com naloxona. Para avaliar a hipernocicepÃÃo foi utilizado o estesiÃmetro mecÃnico. Assim, CboL (1, 5 e 10 mg/kg; e.v.; 15 minutos) inibiu a hipernocicepÃÃo mecÃnica induzida por administraÃÃo intraplantar de Cg, prostaglandina E2 (PGE2) e OVA (animais imunizados). Este efeito foi correlacionado ao bloqueio do influxo de neutrÃfilos, sugerido pela reduÃÃo da atividade da mieloperoxidase nas patas de animais prÃ-tratados com CboL (5 mg/kg; e.v.; 15 minutos) e estimulados por Cg e OVA. Este efeito anti-hipernociceptivo nÃo parece estar envolvido com a reduÃÃo local das concentraÃÃes de TNF- e IL-1 ou aumento de IL-10, uma vez que CboL (5 mg/kg; e.v.; 15 minutos) nÃo reduziu os nÃveis destes mediadores no tecido da pata de animais estimulados com Cg. CboL tambÃm foi hÃbil em demonstrar efeito sobre o limiar basal noiceptivo no modelo de hipernocicepÃÃo. A via intra-cerebro-ventricular CboL (10, 30 e 100 Âg) se mostrou eficiente em inibir a hipernocicepÃÃo induzida por Cg confirmando mais uma vez o efeito de receptores opiÃides atravÃs da moludaÃÃo com naloxona. Em relaÃÃo a efeitos provocados por uma atividade central, CboL (1, 5 e 10 mg/kg; e.v.) nÃo alterou a atividade motora e locomotora nos animais. A toxicidade subcrÃnica foi avaliada pelo tratamento de camundongos com CboL (5 mg/kg; e.v.), durante 14 dias consecutivos, atravÃs de vÃrios parÃmetros: funÃÃes do rim (dosagem de urÃia) e do fÃgado (avaliaÃÃo da cinÃtica da aspartato amino transaminase e alanina amino transaminase), coraÃÃo, estÃmago (avaliaÃÃo de possÃveis lesÃes), massa corporal e leucograma. Os resultados obtidos nÃo mostraram qualquer alteraÃÃo dos parÃmetros avaliados, demonstrando que a CboL nÃo apresenta toxicidade. Portanto, a atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva da CboL està associada com a inibiÃÃo da migraÃÃo de neutrÃfilos, que provavelmente à reflexo da inibiÃÃo da liberaÃÃo de TNF-alfa e IL-1beta e aumento de IL-10 e que hà envolvimento de PGE2 e da via antigÃnica. O efeito central parece ocorrer via sistema opiÃide. / Lectins are non-immune (glyco)proteins that can recognize and reversibly bind to carbohydrates or other substances derived from sugars. The lectin from seeds of Canavalia boliviana Piper (CboL) is a protein of aproximately  100 KDa with a binding specificity to D-Glucose. The aim of this work was to evaluate the anti-inflammatory and antinoceptive activity of lectin from Canavalia boliviana seeds. To this end, we used Swiss mice (25-35g) and Wistar rats (150-220g). In the study of anti-inflammatory activity, CboL (1, 5 and 10 mg / kg, and i.v. 15 minutes) reduced vascular permeability and inhibited the migration of neutrophils (rolling and adhesion) to the peritoneal cavity of animals stimulated with carrageenan (Cg), and this effect seems to be related to the reduction of the concentration of proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β) and the concentration of anti-inflammatory cytokine (IL-10). Co-administration of CboL with D-glucose (sugar ligand) reversed its anti-inflammatory activity, suggesting involvement of the lectin site in this activity. CboL heated at 100ÂC for 10 minutes inhibited the anti-inflammatory effect, indicating the importance of the reported biological structure activity. The lectin did not induce the production of nitric oxide in serum. What is more, in relation to anti-inflammatory activity, CboL was able to inhibit the migration of neutrophils into the peritoneal cavity of immunized animals and when stimulated with ovoalbumin (OVA), the same lectin was effective in inhibiting the migration of neutrophils in vitro stimulated by MIP-2, thus demonstrating a direct role of CboL inhibition in migration. In the study of antinociceptive activity, CbolL (1, 5 and 10 mg / kg, i.v.; 15 minutes) reduced the writhing induced by acetic acid and decreased the first and second phase of the formalin test, showing activity on pain and neurogenic inflammation. In the hot plate test, CboL had no effect involving opioid receptors, wich was confirmed by modulation with naloxone. To assess the hypernociception, esthesiometer mechanic was used. Thus CboL (1, 5 and 10 mg / kg, i.v.; 15 minutes) inhibited the induced mechanical hypernociception intraplantar administration of Cg, prostaglandin E2 (PGE2) and OVA (immunized animals). This effect correlated to the blockade of the influx of neutrophils, suggested by the decreased activity of myeloperoxidase in the legs of animals pretreated with CboL (5 mg / kg, and v, 15 minutes) and stimulated by Cg and OVA. This anti-hipernociception did not seem to be involved in the reduction of local concentrations of TNF-α and IL-1β or increase in IL-10 since CboL (5 mg / kg, i.v.; 15 minutes) did not reduce levels in these mediators in the paw tissue of animals stimulated with Cg. CboL was also able to establish itself in the model hypernociceptive effect. The intra-cerebro-ventricular CboL (10, 30 and 100 Âg) proved effective in inhibiting the hypernociception induced by Cg, confirming once again the effect of opioid receptors by modulation with naloxone. Regarding the effects caused by central activity, CboL (1, 5 and 10 mg / kg) did not alter the locomotor and motor activity in animals. The subchronic toxicity was evaluated by treating mice with CboL (5 mg / kg, i.v.) for 14 consecutive days for several parameters of kidney function (blood urea nitrogen) and liver (evaluation of the kinetics of aspartate transaminase and alanine amino transaminase), heart, stomach (evaluation of possible injuries), body weight and leukogram. The results did not show any change in the parameters evaluated, demonstrating that the CboL did not show any toxicity in animals. Therefore, anti-inflammatory and antinociceptive CboL is associated with inhibition of neutrophil migration, which probably reflects the inhibition of the release of TNF- α and IL-1β and increased IL-10, and that there is involvement of PGE2 via antigen. The effect seems to occur via the central opioid system.

O presente trabalho teve como ênfase avaliar a atividade herbicida de aleloquímicos em extratos aquosos de sementes da Canavalia ensiformis (feijão-de-porco) através de ensaios de alelopatia e determinação de compostos fenólicos com atividade alelopática, utilizando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Com este objetivo realizaram-se bioensaios de germinação, medida do crescimento da radícula e produção de biomassa em placas de Petri, usando como substrato solo e papel e como planta alvo as ervas daninhas corda-de-viola (Ipomoea sp.) e trapoeraba (Commelinna sp). Para os ensaios de alelopatia foram preparados extratos aquosos de sementes de Canavalia ensiformis em diferentes concentrações. Os bioensaios mostraram que os aleloquímicos presentes no extrato de feijão-de-porco quando aplicado em solo, têm um efeito fitotóxico menor do que aqueles bioensaios realizados em papel. Os resultados apontam que a espécie estudada apresenta potencial alelopático. Dentre os metabólitos secundários responsáveis pela atividade alelopática observada nos extratos desta espécie, estão os compostos fenólicos: ácido clorogênico, ácido ferúlico, ácido p-anísico e genisteína. As concentrações determinadas para os compostos fenólicos foram de 13,78 mg L-1 para o ácido clorogênico, 3,75 mg L-1 para o ácido ferúlico, 35,34 mg L-1 para o ácido p-anísico e 7,83 mg L-1 para a genisteína. Esses compostos apresentaram-se como fortes inibidores de germinação. Esta investigação mostra que na presença de solo os aleloquímicos presentes nesta leguminosa possivelmente diminuem sua atividade fitotóxica. / The objective of the present work was to study the herbicide activity of the allelochemicals in aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds through the allelopathy assays and phenolic compounds determination with allelopathi c activity, by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). With this goal, germination bioassays, radicle length and biomass production in Petri plates were done, using paper and soil as substrate and the weeds species Ipomoea grandifolia and Commelinna benghalensis as target plants. For the allelopathy assays aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds were prepared in different concentrations. The bioassays showed that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds, has a less phytotoxic effect compared to the bioassays done in paper. The results show that the studied specie has allelopathi c potential. Among the secondary metabolites responsibles for that allelopathic activity in this specie, are founded the phenolic compounds: chlorogenic acid, ferulic acid, p-anisic acid and genistein. The concentrations for the phenoli c compounds were determined: 13,78 mg L-1 for chlorogenic acid, 3,75 mg L-1 for ferulic acid, 35,34 mg L-1 for p-anisic acid and 7,83 mg L-1 for genistein. These compounds present themselves as strong germination inhibitors. This study shows that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds have a lesser phytotoxic activity in soil.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O resveratrol à um polifenol antioxidante natural encontrado especialmente na epicarpo da uva, em nozes e na romà o qual pode inibir a ativaÃÃo de mediadores prÃ-inflamatÃrio e citocinas na fase precoce de expressÃo do gene. Jà à bem conhecido que as lectinas sÃo proteÃnas de ligaÃÃo de aÃÃcares que atuam tanto como molÃculas prÃ- e anti-inflamatÃrias. Assim, o objetivo do presente trabalho foi o de verificar a ligaÃÃo de um composto de polifenol com uma lectina de Canavalia maritima (ConM) com base na sua capacidade para inibir processos prÃ-inflamatÃrios. Para alcanÃar este objetivo, a ConM foi purificada e cristalizada, uma soluÃÃo de 5 mM de resveratrol 5 mM foi utilizada para soaking durante 2 horas de incubaÃÃo. Os cristais obtidos pertencem ao grupo espacial monoclÃnico C2, o refinamento final resultou em um Rfactor de 16,0% e uma Rfree de 25,5%. Resveratrol se liga na rÃgida atravÃs de pontes de hidrogÃnio e interaÃÃo hidrofÃbica com aminoÃcidos que compÃem a quinta e sexta fita-β da folha-β rÃgida da ConM. A ConM complexada com o resveratrol inibiu a oxidaÃÃo do DPPH, mostrando atividade sinÃrgica entre a proteÃna e o ligante com a relaÃÃo mais eficaz de 2:3. Foi verificado ainda que o sÃtio de ligaÃÃo a carboidratos nÃo està diretamente relacionado à atividade antioxidante. à a interaÃÃo entre ConM e resveratrol, que indica o sinergismo destas duas molÃculas em agir como agentes sequestrantes de radicais livres que podem estarem relacionados a capacidade de reduÃÃo do processo inflamatÃrio atravÃs da inibiÃÃo de muitos mediadores prÃ-inflamatÃrios por lecitinas. / Resveratrol is a natural antioxidant polyphenol found especially in grape epicarp, walnuts, and pomegranates, which can inhibit the activation of proinflammatory mediators and cytokines at the early gene expression stage. It is well known that lectins are sugar-binding proteins that act as both pro- and anti-inflammatory molecules. Thus, the objective of this work was to verify the binding of a polyphenol compound with a lectin of Canavalia maritima (ConM) based on their ability to inhibit pro-inflammatory processes. To accomplish this, ConM was purified and crystallized, and resveratrol was soaked at 5 mM for 2 hours of incubation. The crystal belongs to the monoclinic space group C2, the final refinement resulted in an Rfactor of 16.0% and an Rfree of 25.5%. Resveratrol binds in the rigid β-sheet through H-bonds and hydrophobic interaction with amino acids that compose the fifth and sixth β-strands of the rigid β-sheet of ConM. The ConM and resveratrol inhibited DPPH oxidation, showing synergic activity with the most effective ratio of 2:3 and carbohydrate binding site is not directly related to antioxidant activity. It is the interaction between ConM and resveratrol that indicates the synergism of these two molecules in acting as free radicals scavengers and in reducing the inflammatory process through the inhibition of many pro-inflammatory events.

Ureases são enzimas que possuem atividades biológicas independentes de suas funções enzimáticas, como indução de exocitose e atividade inseticida. Rhodnius prolixus é um dos modelos de inseto sensíveis a essa toxicidade. Quando testada em tecidos isolados de R. prolixus, a urease de Canavalia ensiformis (JBU) causa diferentes efeitos deletérios modulados por eicosanóides. A via de biossíntese dos eicosanóides envolve fosfolipases A2 (PLA2), que são enzimas responsáveis pela liberação de ácido araquidônico (AA). Uma vez liberado, AA pode ser oxigenado na via da ciclooxigenase, a qual produz prostaglandinas (PGs). Em insetos, a resposta imune compreende as reações humoral e celular e é centralmente modulada por eicosanóides, principalmente PGs. Em busca de uma ligação entre o efeito tóxico de JBU e reações imunológicas em insetos, estudamos os efeitos desta toxina em hemócitos de R. prolixus. Descobrimos que JBU ativa a agregação de hemócitos, tanto após injeção na hemolinfa quanto em células in vitro. Em ensaios in vitro, observamos que os inibidores da síntese de eicosanóides, dexametasona e indometacina, inibem a agregação induzida por JBU, sugerindo que produtos da ciclooxigenase modulam a reação. Após hemócitos cultivados serem tratados com JBU, sítios imunorreativos anti-JBU, danos no citoesqueleto e agregação de núcleos foram observados nas células. Também identificamos e clonamos os transcritos de dois genes de PLA2s de R. prolixus, Rhopr-PLA2III e Rhopr-PLA2XII. Analisamos os perfis de expressão de ambos os genes, e observamos que os transcritos são amplamente distribuídos em vários tecidos, porém em diferentes níveis. Utilizando a estratégia de RNAi, silenciamos a expressão de Rhopr-PLA2XII em ninfas de R. prolixus em uma média de 70% entre variados tecidos. Observamos que a toxicidade de JBU foi diminuída em mais de 50% em ninfas com a expressão de Rhopr-PLA2XII diminuída, indicando que o gene está ligado ao efeito tóxico de JBU nesse inseto. No presente estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de uma urease de induzir a agregação de hemócitos. Da mesma forma, os genes de PLA2 aqui apresentados foram os primeiros a serem identificados e a terem seus transcritos clonados em um vetor da doença de Chagas. Nossos resultados estão de acordo com estudos anteriores que demonstraram que eicosanóides modulam a toxicidade de JBU, contribuindo para a compreensão dos mecanismos entomotóxicos de ação dessas proteínas multifuncionais. / Ureases are multifunctional enzymes that display biological activities independent of their enzymatic function, including induction of exocytosis and insecticidal effects. Rhodnius prolixus, a major vector of Chagas’ disease, is one of the known susceptible models of this toxicity. When tested in isolated tissues of R. prolixus, jack bean urease (JBU) causes different deleterious effects modulated by eicosanoids. The eicosanoid biosynthetic pathway involves phospholipase A2 (PLA2) enzymes that are responsible for releasing arachidonic acid (AA), along with other products. Once released, AA may enter different enzymatic oxygenation pathways, among which is the cyclooxygenase pathway, yielding products such as prostaglandins (PGs). In insects, the immune response comprises cellular and humoral reactions, and is centrally modulated by eicosanoids, mainly PGs. Searching for a link between JBU toxic effect and immune reactions in insects we have studied the effects of this toxin on R. prolixus hemocytes. We have found that JBU triggers aggregation of the hemocytes either after injection in the hemocoel as well as in isolated cells. In vitro assays in presence of the eicosanoid synthesis inhibitors dexamethasone and indomethacin counteracted JBU's effect, indicating eicosanoids, more specifically cyclooxygenase products, are likely to modulate the reaction. Cultured cells were treated with JBU and immune reactive sites were found in the cells along with damage to the cytoskeleton. The highest concentration of JBU used in the cultured cells also led to nuclei aggregation of adherent hemocytes. We have also identified two genes and cloned the transcripts with complete coding sequences of two PLA2s from R. prolixus, Rhopr- PLA2III and Rhopr-PLA2XII. We have analyzed their expression profiles and found the transcripts to be distributed in various tissues, but at different levels. We have knocked down 70% of Rhopr-PLA2XII expression in 5th instar R. prolixus, and JBU's toxicity was decreased by more than 50%, indicating that Rhopr-PLA2XII gene is linked to JBU's toxic effect in this insect. This was the first time effects of an urease on insect hemocytes were demonstrated. The PLA2 genes here presented were also the first to be identified and to have their transcripts cloned in a Chagas’ disease vector. Our findings support previous data demonstrating that eicosanoids modulate JBU's toxicity, and contribute to the understanding of the mechanisms of entomotoxic action of this multifunctional protein.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-12T12:17:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T12:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) Previous issue date: 2012-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O etileno é conhecido por controlar o crescimento vegetal e sua relação com poliaminas tem sido estudada porque essas duas classes de hormônios compartilham um precursor biossintético comum, a S-adenosilmetionina. A fim de avaliar a influência de etileno e poliaminas sobre as respostas de crescimento in vitro de Canavalia ensiformis foram utilizados diferentes compostos que atuam sobre a biossíntese de etileno e poliaminas. Os tratamentos com o inibidor de etileno, aminoetoxivinilglicina, perclorato de mercúrio, sistema de membranas (uma e duas membranas), espermina e inibidor de poliaminas acarretaram no crescimento das plântulas, coincidindo com alto conteúdo de poliaminas, principalmente espermina e putrescina, e uma elevada razão entre Putrescina e espermidina + espermina. O tratamento com o precursor de etileno, ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, apresentou baixo crescimento. Os resultados apresentados destacam as interações entre etileno, poliaminas e crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. A adição de poliaminas exógenas acarretou efeitos estimulantes de crescimento na parte aérea e raízes de C. ensiformis. Portanto, pode-se utilizar poliaminas, capturadores e inibidores de etileno e sistema de membranas na melhoria do crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. / Ethylene is known to control plant growth and its relationship with polyamines has been studied because the two classes of hormones share a common biosynthetic precursor, S- adenosylmethionine. In order to assess the influence of ethylene and polyamines on in vitro growth responses of Canavalia ensiformis, different inhibitors and stimulators were used that act on ethylene and polyamines biosynthesis. Treatment with the ethylene inhibitor, aminoethoxyvinylglycine, mercury perchlorate, membrane system (one and two membranes), polyamine (spermine) and polyamines inhibitor triggers increased plant growth, coinciding with high polyamine contents, mainly spermine and putrescine, and a high Putrescine/(Spermidine + Spermine) ratio, whereas treatment with the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic-acid triggers lessened growth characteristics. The results presented here highlight the interactions between ethylene, polyamines and plant growth of C. ensiformis vitroplants. Exogenous polyamines presented stimulatory effects on shoots and roots of C. ensiformis. Thus, polyamines, ethylene scavengers, ethylene inhibitors and membrane systeGC can be useful for improving in vitro growth in Canavalia ensiformis.