Orientador: Paulo Mazzafera / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T20:42:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesarino_Igor_M.pdf: 984828 bytes, checksum: 754aac1bc4502a9d5eb3102a955408d0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Uma grande quantidade de genes que codificam flavina monooxigenases (Flavin containing monooxygenases - FMOs) é encontrada em genomas vegetais, embora poucas funções biológicas tenham sido relacionadas com esse grupo de enzimas em plantas. Um importante papel desempenhado por FMOs é a conversão de triptamina em N-hidroxil niptamina, reação catalisada pelas proteínas YUCCA de Arabidopsis thaliana e que constitui o passo limitante da via de síntese de auxina a partir de triptofano. Proteínas similares às YUCCA foram descobertas e caracterizadas em outras espécies vegetais, como OsYUCCA em arroz. FLOOZY em petúnia, ToFZY em tomate e SPIl em milho, todas comprovadamente envolvidas na produção do hormônio citado. Análises da proteína recombinante CaFM08 de Coffea arabica revelou características similares às YUCCA, sugerindo que esta proteína de café é a primeira YUCCA-like descrita para esta espécie e, inclusive, para a família Rubiaceae. CaFM08 apresenta os mesmos motivos protéicos conservados entre FMOs vegetais, e particularmente entre proteínas YUCCA-like. O padrão de expressão espacial do gene que codifica CaFM08 indica possível relação com o desenvolvimento de raízes, folhas e flores de café. Apesar de grandes semelhanças com as proteínas YUCCA, a atividade de N-hidroxilação da triptamina não foi comprovada para CaFM08 recombinante in vitro. Uma análise minuciosa a respeito da funcionalidade de CaFM08 produzida em E. coli deve ser feita antes de descartar a participação desta proteína na síntese de auxina. / Abstract: A large number of genes coding flavin-containing monooxygenases (FMOs) is found in plant genomes, although only few biological functions have been related with these enzymes in plants. An important role for FMOs is the conversion of tryptamine in N-hydroxyl triptamine, catalyzed by the YUCCA protein family in Arabidopsis thaliana. These proteins perform "the rate-limiting step in tryptophan-dependent auxin biosynthesis. Similar YUCCA proteins were discovered and characterized in other plant species, like OsYUCCA in rice, FLOOZY in petunia, ToFZY in tomato and SPIl in maize. All of them are shown to be involved in auxin synthesis. Analysis of the recombinant CaFM08 from Colfea Arabica showed features similar to YUCCA proteins, suggesting that CaFM08 is the first described YUCCA-like protein from coffee and, indeed, from the entire Rubiaceae family. CaFM08 has the same conserved motifs found in other plant FMOs and particulary conserved in YUCCA like proteins. The spatial expression pattern from the CaFM08 coding gene suggests a probable role in the development of roots, leaves and flowers. Although very similar to YUCCA proteins, the CaFM08-mediated convertion of tryptamine in N-hydroxyl tryptamine has not been confirmed in vitro. A further analysis of CaFM08 functionality should address the relation of CaFM08 to auxin production. / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Os antígenos cancer-testis (CT) são proteínas imunogênicas expressas em tecido gametogênico e em diferentes tipos de tumor, sendo considerados candidatos promissores para a imunoterapia do câncer. Entretanto, pouco se sabe sobre a função desses antígenos na tumorigênese. Em 2006, identificamos CTSP-1 como um novo antígeno CT, frequentemente expresso em vários tumores. Nesse trabalho, investigamos a função de CTSP-1 por meio da identificação de proteínas expressas em tumores de próstata e que são capazes de interagir fisicamente com esse antígeno. Demonstramos que CTSP-1 interage com a proteína CTCF em ensaios de duplo-híbrido em leveduras, pulldown e de co-localização e, em seguida, analisamos o impacto da superexpressão de CTSP-1 no controle da expressão de genes CT mediada por CTCF e na progressão do ciclo celular. Utilizando o CT NY-ESO-1 como modelo, demonstramos que a superexpressão de CTSP-1 não altera os níveis endógenos de NY-ESO-1 na linhagem celular tumoral H1299. Por outro lado, observamos que a superexpressão de CTSP-1 48h após as transfecções em H1299 induz um bloqueio do ciclo em G0/G1, reduzindo a capacidade clonogênica dessas células por um mecanismo dependente dos níveis de expressão de CTSP-1. Resultados semelhantes não foram observados em ensaios com clones superexpressando CTSP-1 estavelmente, o que sugere que eles tenham se originado de células que conseguiram escapar do bloqueio em G0/G1. Resultados preliminares sugerem que a redução da capacidade clonogênica das células H1299 que superexpressam CTSP-1 48h após as tansfecções não está associada à ocorrência de morte por apoptose. / Cancer-testis (CT) antigens are immunogenic proteins expressed in gametogenic tissues and in different histological types of tumors, being considered promising candidates for cancer immunotherapy. However, little is known about their role in tumorigenesis. In 2006, we identified CTSP-1 as a novel CT antigen, frequently expressed in different types of tumors. In this work, we investigated the functional role of CTSP-1 through the identification of proteins expressed in prostate tumors and that physically interact with this tumor antigen. We demonstrate that CTSP-1 interacts with the CTCF protein using the yeast two-hybrid system, pulldown and co-localization assays and have further analyzed the impact of CTSP-1 overexpression on the expression of CT genes mediated by CTCF and on the cell cycle progression. Using the CT antigen NY-ESO-1 as a model, we showed that the CTSP-1 overexpression does not alter the endogenous levels of NY-ESO-1 in the tumor cell line H1299. On the other hand, we observed that the overexpression of CTSP-1 in H1299 cells 48h after the transfections induces a cell cycle arrest in G0/G1 and reduces the clonogenic capacity of these cells by a mechanism dependent on the CTSP-1 expression levels. Similar results were not observed for cell clones stably overexpressing CTSP-1, suggesting that these clones have arisen from cells that managed to escape cell cycle arrest in G0/G1. Preliminary results suggest that the reduced clonogenic capacity of H1299 cells expressing CTSP-1 and analyzed 48h after the transfections is not associated with cell death by apoptosis.

Os antígenos cancer-testis (CT) são proteínas imunogênicas expressas em tecido gametogênico e em diferentes tipos de tumor, sendo considerados candidatos promissores para a imunoterapia do câncer. Entretanto, pouco se sabe sobre a função desses antígenos na tumorigênese. Em 2006, identificamos CTSP-1 como um novo antígeno CT, frequentemente expresso em vários tumores. Nesse trabalho, investigamos a função de CTSP-1 por meio da identificação de proteínas expressas em tumores de próstata e que são capazes de interagir fisicamente com esse antígeno. Demonstramos que CTSP-1 interage com a proteína CTCF em ensaios de duplo-híbrido em leveduras, pulldown e de co-localização e, em seguida, analisamos o impacto da superexpressão de CTSP-1 no controle da expressão de genes CT mediada por CTCF e na progressão do ciclo celular. Utilizando o CT NY-ESO-1 como modelo, demonstramos que a superexpressão de CTSP-1 não altera os níveis endógenos de NY-ESO-1 na linhagem celular tumoral H1299. Por outro lado, observamos que a superexpressão de CTSP-1 48h após as transfecções em H1299 induz um bloqueio do ciclo em G0/G1, reduzindo a capacidade clonogênica dessas células por um mecanismo dependente dos níveis de expressão de CTSP-1. Resultados semelhantes não foram observados em ensaios com clones superexpressando CTSP-1 estavelmente, o que sugere que eles tenham se originado de células que conseguiram escapar do bloqueio em G0/G1. Resultados preliminares sugerem que a redução da capacidade clonogênica das células H1299 que superexpressam CTSP-1 48h após as tansfecções não está associada à ocorrência de morte por apoptose. / Cancer-testis (CT) antigens are immunogenic proteins expressed in gametogenic tissues and in different histological types of tumors, being considered promising candidates for cancer immunotherapy. However, little is known about their role in tumorigenesis. In 2006, we identified CTSP-1 as a novel CT antigen, frequently expressed in different types of tumors. In this work, we investigated the functional role of CTSP-1 through the identification of proteins expressed in prostate tumors and that physically interact with this tumor antigen. We demonstrate that CTSP-1 interacts with the CTCF protein using the yeast two-hybrid system, pulldown and co-localization assays and have further analyzed the impact of CTSP-1 overexpression on the expression of CT genes mediated by CTCF and on the cell cycle progression. Using the CT antigen NY-ESO-1 as a model, we showed that the CTSP-1 overexpression does not alter the endogenous levels of NY-ESO-1 in the tumor cell line H1299. On the other hand, we observed that the overexpression of CTSP-1 in H1299 cells 48h after the transfections induces a cell cycle arrest in G0/G1 and reduces the clonogenic capacity of these cells by a mechanism dependent on the CTSP-1 expression levels. Similar results were not observed for cell clones stably overexpressing CTSP-1, suggesting that these clones have arisen from cells that managed to escape cell cycle arrest in G0/G1. Preliminary results suggest that the reduced clonogenic capacity of H1299 cells expressing CTSP-1 and analyzed 48h after the transfections is not associated with cell death by apoptosis.

A caracterização proteômica de venenos de serpentes contribui significativamente para o avanço das Ciências na área Biomédica. Várias destas moléculas, utilizadas como instrumentos de investigação de mecanismos celulares e moleculares, estão envolvidas em diversos processos fisiopatológicos e de intoxicação. No entanto, os venenos de serpentes ainda requerem caracterização funcional e/ou biológica adicionais. As fosfolipases A2s (PLA2s) são enzimas que induzem vários efeitos farmacológicos, e geralmente, correspondem a maior porcentagem do conteúdo protéico dos venenos de serpentes. Desta forma, o isolamento e a caracterização bioquímica, funcional e estrutural de PLA2s poderão gerar informações importantes para o melhor entendimento dos efeitos farmacológicos e de intoxicação ocasionados por estas proteínas. Este trabalho descreve o isolamento e a caracterização bioquímica, enzimática, funcional e estrutural da primeira PLA2 Asp49 ácida, denominada Bpir-I-PLA2, isolada do veneno da serpente Bothrops pirajai, espécie endêmica da região Sul do Estado da Bahia e atualmente, integrante da Lista Nacional das Espécies da Fauna Brasileira Ameaçadas de Extinção. O isolamento da Bpir-I-PLA2 foi realizada através de dois passos cromatográficos, envolvendo inicialmente cromatografia de troca iônica, seguida de HPLC de fase reversa. Quanto submetida à eletroforese em gel de poliacrilamida para proteínas ácidas, Bpir-I-PLA2 apresentou alto grau de homogeneidade. A massa molecular relativa, determinada através de eletroforese em gel de poliacrilamida com agente desnaturante, foi de aproximadamente 28.000 para a forma de dímero e 14.500 para o monômero. A focalização isoelétrica demonstrou uma única banda para a fosfolipase A2, revelando pI aproximado de 4,9. A região N-terminal de Bpir-I-PLA2, seqüenciada através do método de degradação de Edman, apresentou elevada homologia entre outras PLA2s de venenos de serpentes. A composição de amioácidos da proteína corroborou com sua característica ácida, apresentando um elevado conteúdo de aminoácidos carregados negativamente. A enzima apresentou elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, Bpir-I-PLA2 foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, e também induzir efeito hipotensor in vivo e citotóxico sobre células tumorais, bactérias, fungos e leishmanias. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila neutralizou as atividades enzimática, inibitória sobre a agregação plaquetária, anticoagulante, hipotensora e antitumoral. A moderada atividade edematogênica foi parcialmente inibida. O cDNA contendo 366 bp (BPIR-A) que codifica a proteína Bpir-I-PLA2 foi clonado e a proteína recombinante, expressa. Bpir-I-PLA2 recombinante apresentou a mesma sequência de aminoácidos, estrutura secundária, atividade fosfolipásica e efeito inibitório sobre plaquetas, observados para a proteína nativa Bpir-I-PLA2, sugerindo que a recPLA2 foi eficientemente expressa e purificada. Devido à baixa toxicidade demonstrada, a Bpir-I-PLA2 pode tornar-se uma ferramenta importante nos estudos das desordens da coagulação, como também um potencial modelo para a elaboração de novos fármacos para uso na clínica-médica. / The proteomic characterization of snake venoms significantly contributes to science advance in the biomedical area. Several venom toxins are used as instruments for the investigation of cellular and molecular mechanisms, and are involved in a number of physiopathological and intoxication processes. Nevertheless, snake venoms still require further functional and/or biological characterization. Phospholipases A2 (PLA2s) are enzymes that induce several pharmacological effects and usually correspond to the major percentage of snake venom protein contents. Being so, the isolation and characterization of PLA2s could generate important information for the better understanding of the pharmacological and toxic effects caused by these proteins. This work describes the isolation and biochemical, enzymatic and functional characterization of the first acidic Asp49 PLA2 (named Bpir-I-PLA2) from the venom of Bothrops pirajai snake, an endemic species from the south region of state of Bahia and that nowadays is part of the national list of Brazilian fauna species threatened of extinction. The isolation of Bpir-I-PLA2 was carried out by two chromatographic steps, an ion-exchange chromatography followed by reverse phase HPLC. When submitted to polyacrylamide gel electrophoresis for acidic proteins, Bpir-I-PLA2 showed high homogeneity level. The relative molecular mass, determined by polyacrylamide gel electrophoresis with denaturating agent, was of approximately 28,000 for the dimmer and 14,500 for the monomer. With high phospholipase activity and pharmacological effects, characteristic of acidic isoforms, Bpir-I-PLA2 did not present myotoxic activity and showed to be little edematogenic. However, the enzyme acts inhibiting platelet aggregation, delaying plasma clotting time and inducing hypotension, antitumoral effects, antibacteria, antifungal and parasiticide actions. The treatment of the enzyme with the reagent p-bromofenacil brometo neutralized the enzymatic activities, inhibition of aggregation platelet, anticoagulant, hypotensive and antitumoral. The moderate activity edematogenic was inhibited partially. The cDNA (BPIR-A) that codes the protein Bpir-I-PLA2 was cloned and the protein recombinant, expressed. Bpir-I-PLA2 recombinant presented the same sequence of amino acids, structures secondary, phospholipase activity and inhibitory effects on platelet of the native protein, suggesting that recPLA2 was efficiently express and isolated. Due to its low toxicity, Bpir-I-PLA2 could become an important tool in the study of the disorders of the clotting as well as a potential model for the elaboration of new drugs for use in the clinic-doctor.

A caracterização proteômica de venenos de serpentes contribui significativamente para o avanço das Ciências na área Biomédica. Várias destas moléculas, utilizadas como instrumentos de investigação de mecanismos celulares e moleculares, estão envolvidas em diversos processos fisiopatológicos e de intoxicação. No entanto, os venenos de serpentes ainda requerem caracterização funcional e/ou biológica adicionais. As fosfolipases A2s (PLA2s) são enzimas que induzem vários efeitos farmacológicos, e geralmente, correspondem a maior porcentagem do conteúdo protéico dos venenos de serpentes. Desta forma, o isolamento e a caracterização bioquímica, funcional e estrutural de PLA2s poderão gerar informações importantes para o melhor entendimento dos efeitos farmacológicos e de intoxicação ocasionados por estas proteínas. Este trabalho descreve o isolamento e a caracterização bioquímica, enzimática, funcional e estrutural da primeira PLA2 Asp49 ácida, denominada Bpir-I-PLA2, isolada do veneno da serpente Bothrops pirajai, espécie endêmica da região Sul do Estado da Bahia e atualmente, integrante da Lista Nacional das Espécies da Fauna Brasileira Ameaçadas de Extinção. O isolamento da Bpir-I-PLA2 foi realizada através de dois passos cromatográficos, envolvendo inicialmente cromatografia de troca iônica, seguida de HPLC de fase reversa. Quanto submetida à eletroforese em gel de poliacrilamida para proteínas ácidas, Bpir-I-PLA2 apresentou alto grau de homogeneidade. A massa molecular relativa, determinada através de eletroforese em gel de poliacrilamida com agente desnaturante, foi de aproximadamente 28.000 para a forma de dímero e 14.500 para o monômero. A focalização isoelétrica demonstrou uma única banda para a fosfolipase A2, revelando pI aproximado de 4,9. A região N-terminal de Bpir-I-PLA2, seqüenciada através do método de degradação de Edman, apresentou elevada homologia entre outras PLA2s de venenos de serpentes. A composição de amioácidos da proteína corroborou com sua característica ácida, apresentando um elevado conteúdo de aminoácidos carregados negativamente. A enzima apresentou elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, Bpir-I-PLA2 foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, e também induzir efeito hipotensor in vivo e citotóxico sobre células tumorais, bactérias, fungos e leishmanias. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila neutralizou as atividades enzimática, inibitória sobre a agregação plaquetária, anticoagulante, hipotensora e antitumoral. A moderada atividade edematogênica foi parcialmente inibida. O cDNA contendo 366 bp (BPIR-A) que codifica a proteína Bpir-I-PLA2 foi clonado e a proteína recombinante, expressa. Bpir-I-PLA2 recombinante apresentou a mesma sequência de aminoácidos, estrutura secundária, atividade fosfolipásica e efeito inibitório sobre plaquetas, observados para a proteína nativa Bpir-I-PLA2, sugerindo que a recPLA2 foi eficientemente expressa e purificada. Devido à baixa toxicidade demonstrada, a Bpir-I-PLA2 pode tornar-se uma ferramenta importante nos estudos das desordens da coagulação, como também um potencial modelo para a elaboração de novos fármacos para uso na clínica-médica. / The proteomic characterization of snake venoms significantly contributes to science advance in the biomedical area. Several venom toxins are used as instruments for the investigation of cellular and molecular mechanisms, and are involved in a number of physiopathological and intoxication processes. Nevertheless, snake venoms still require further functional and/or biological characterization. Phospholipases A2 (PLA2s) are enzymes that induce several pharmacological effects and usually correspond to the major percentage of snake venom protein contents. Being so, the isolation and characterization of PLA2s could generate important information for the better understanding of the pharmacological and toxic effects caused by these proteins. This work describes the isolation and biochemical, enzymatic and functional characterization of the first acidic Asp49 PLA2 (named Bpir-I-PLA2) from the venom of Bothrops pirajai snake, an endemic species from the south region of state of Bahia and that nowadays is part of the national list of Brazilian fauna species threatened of extinction. The isolation of Bpir-I-PLA2 was carried out by two chromatographic steps, an ion-exchange chromatography followed by reverse phase HPLC. When submitted to polyacrylamide gel electrophoresis for acidic proteins, Bpir-I-PLA2 showed high homogeneity level. The relative molecular mass, determined by polyacrylamide gel electrophoresis with denaturating agent, was of approximately 28,000 for the dimmer and 14,500 for the monomer. With high phospholipase activity and pharmacological effects, characteristic of acidic isoforms, Bpir-I-PLA2 did not present myotoxic activity and showed to be little edematogenic. However, the enzyme acts inhibiting platelet aggregation, delaying plasma clotting time and inducing hypotension, antitumoral effects, antibacteria, antifungal and parasiticide actions. The treatment of the enzyme with the reagent p-bromofenacil brometo neutralized the enzymatic activities, inhibition of aggregation platelet, anticoagulant, hypotensive and antitumoral. The moderate activity edematogenic was inhibited partially. The cDNA (BPIR-A) that codes the protein Bpir-I-PLA2 was cloned and the protein recombinant, expressed. Bpir-I-PLA2 recombinant presented the same sequence of amino acids, structures secondary, phospholipase activity and inhibitory effects on platelet of the native protein, suggesting that recPLA2 was efficiently express and isolated. Due to its low toxicity, Bpir-I-PLA2 could become an important tool in the study of the disorders of the clotting as well as a potential model for the elaboration of new drugs for use in the clinic-doctor.