Submitted by FERNANDA DA SILVA VON PORSTER (fdsvporster@univates.br) on 2015-06-22T19:09:13Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2014AngelaMariaSchorrLenz.pdf: 1126263 bytes, checksum: e890e5b36bb305f0c49adb4a4b264c77 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2015-06-25T20:16:34Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2014AngelaMariaSchorrLenz.pdf: 1126263 bytes, checksum: e890e5b36bb305f0c49adb4a4b264c77 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-25T20:16:34Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2014AngelaMariaSchorrLenz.pdf: 1126263 bytes, checksum: e890e5b36bb305f0c49adb4a4b264c77 (MD5) / Os processos fisiológicos, inclusive a maturação epididimária, são regidos por testosterona e estradiol e as proteínas secretadas pelas células epiteliais do túbulo do epidídimo são apontadas como efetoras desse processo. O hipogonadismo, condição resultante da disfunção testicular apresenta efeitos deletérios sobre os processos de espermatogênese e secreção hormonal. A correlação das funções das proteínas com atividade de chaperona da família das Proteínas Dissulfeto Isomerase (PDI) com alterações hormonais pode revelar relação de ação destas com a infertilidade em machos de diferentes espécies. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de descrever a presença das chaperonas PDIA1, PDILT e PDIA3 no epidídimo de suínos com hipogonadismo ocasionado pela imunocastração. Foram utilizados testículos de dezesseis animais, nove castrados cirurgicamente em rotinas zootécnicas (grupo controle) e sete machos imunocastrados com vacina Vivax (Pfizer). Espermatozoides e fluido epididimário das regiões de cabeça, corpo e cauda foram coletados, processados e o imunoconteúdo das PDI quantificado por Western Blotting. Os resultados demonstraram que, no grupo controle, o imunoconteúdo da PDIA1, PDIA3 e PDILT nos espermatozoides apresenta maior expressão nas regiões de cabeça e corpo (P<0,05). Em relação ao fluido, observou-se o mesmo padrão de distribuição, com exceção da PDILT, que não apresentou diferença entre as regiões epididimárias. Porém, no grupo de imunocastrados, a quantificação dessas chaperonas demonstrou a presença das mesmas nas três regiões do epidídimo. Desta forma, a imunocastração influencia no imunoconteúdo de chaperonas da família PDI demonstrando uma possível associação destas a processos iniciais de maturação espermática. / The physiological processes including epididymal maturation, are governed by testosterone and estradiol and secreted proteins by epithelial cells of tubule of the epididymis are identified as effectors of this process. Hypogonadism resulting condition of testicular dysfunction has detrimental effects on spermatogenesis processes and hormone secretion. The correlation functions of proteins with chaperone activity of Protein Disulfide Isomerase (PDI) family with hormonal changes can reveal action their relation to infertility in males of different species. This study was conducted with the objective of describing the presence of chaperones PDIA1, PDILT and PDIA3 in the epididymis of pigs with hypogonadism caused by immunocastration. This study was performed with tests in sixteen animals, nine castrated surgically in husbandry routines (control group) and seven males immunocastrated with Vivax vaccine (Pfizer). Epididymal sperm and fluid regions of the head, body and tail were collected, processed and immunocontent of PDIs quantified by Western blotting. The results showed that in the control group, the immunocontent of PDIA1, PDIA3 and PDILT in sperm has a higher expression in the head and body regions (P <0.05). Regarding the fluid, we observed the same pattern of distribution, except PDILT, which showed not difference between the epididymal regions. However, in the immunocastrated group, the quantification of these chaperones demonstrated the presence of the same in the three regions of the epididymis. Therefore, the immunocastration influences the immunocontent of PDI family of chaperones showing a possible association of the initial processes of sperm maturation.

A leishmaniose é uma enfermidade infecciosa causada por várias espécies de parasitas do gênero Leishmania e representa um dos principais problemas de saúde pública nos países subdesenvolvidos. No hospedeiro, a sobrevivência do protozoário causador dessa doença depende de uma classe especial de proteínas, as chaperonas moleculares ou proteínas de choque térmico como também são conhecidas. A função dessas proteínas é auxiliar no processo de enovelamento protéico, no transporte de proteínas entre as membranas e em muitas outras importantes funções celulares. Neste processo, as chaperonas moleculares são auxiliadas pelas suas co-chaperonas que desempenham função de destaque. Dentre as principais famílias de chaperonas moleculares temos as Hsp70 e as Hsp90 com suas respectivas co-chaperonas, as Hsp40 e a Aha1. O presente trabalho pretendeu inicialmente expressar e purificar as co-chaperonas moleculares Hsp40I e Hsp40II de L. braziliensis para realizar estudos de caracterização estrutural por meio das técnicas de dicroísmo circular e fluorescência. Contudo, a insolubilidade dessas proteínas, que pode ter sido causada pela presença de mutações nas sequências de DNA, motivou a caracterização de outra co-chaperona, a Aha1 de L. braziliensis (LbAha1). A LbAha1 foi expressa no sobrenadante celular e purificada por três etapas cromatográficas (troca aniônica, afinidade por íons cálcio e gel filtração). A análise da sequência de aminoácidos dessa proteína mostra que ela possui 9 resíduos de triptofano distribuídos nos dois domínios característicos da LbAha1. Estudos de desnaturação química por uréia, monitorados pelas técnicas de dicroísmo circular e fluorescência, mostram que os dois domínios da LbAha1 apresentam estabilidades diferentes. Os estudos estruturais realizados permitiram identificar as transições com o respectivo domínio. / Leishmaniasis is an infectious disease caused by several species of Leishmania species and represents major public health problems in developing countries. In the harborer, the survival of the parasite that cause this disease depends on a special class of proteins, molecular chaperones or heat shock proteins as they are also known. The function of these proteins is to assist in protein folding, transport of proteins and many other important cellular functions. In this process the molecular chaperones are helped by their co-chaperones that play a prominent role. Among the main families of molecular chaperones, there are Hsp70 and Hsp90 with their respective co-chaperones, Hsp40 and the Aha1. The present work, initially pretended to express and purify the molecular co-chaperones Hsp40I and Hsp40II of the L. braziliensis for structural characterization by spectroscopic techniques like fluorescence and circular dichroism. However, the insolubility of these proteins, possibly caused by the presence of mutations in their DNA sequences, led to the characterization of another co-chaperone, the Aha1 of the L. braziliensis. These proteins were expressed in the cell supernatant and purified by three chromatographic steps (anion exchange, affinity for calcium ions and gel filtration). The analysis of the DNA sequence of this protein shows that it has nine Trp residues distributed between the two domains and by urea denaturation studies monitored by fluorescence techniques and circular dichroism show that they have different stabilities.

A leishmaniose é uma enfermidade infecciosa causada por várias espécies de parasitas do gênero Leishmania e representa um dos principais problemas de saúde pública nos países subdesenvolvidos. No hospedeiro, a sobrevivência do protozoário causador dessa doença depende de uma classe especial de proteínas, as chaperonas moleculares ou proteínas de choque térmico como também são conhecidas. A função dessas proteínas é auxiliar no processo de enovelamento protéico, no transporte de proteínas entre as membranas e em muitas outras importantes funções celulares. Neste processo, as chaperonas moleculares são auxiliadas pelas suas co-chaperonas que desempenham função de destaque. Dentre as principais famílias de chaperonas moleculares temos as Hsp70 e as Hsp90 com suas respectivas co-chaperonas, as Hsp40 e a Aha1. O presente trabalho pretendeu inicialmente expressar e purificar as co-chaperonas moleculares Hsp40I e Hsp40II de L. braziliensis para realizar estudos de caracterização estrutural por meio das técnicas de dicroísmo circular e fluorescência. Contudo, a insolubilidade dessas proteínas, que pode ter sido causada pela presença de mutações nas sequências de DNA, motivou a caracterização de outra co-chaperona, a Aha1 de L. braziliensis (LbAha1). A LbAha1 foi expressa no sobrenadante celular e purificada por três etapas cromatográficas (troca aniônica, afinidade por íons cálcio e gel filtração). A análise da sequência de aminoácidos dessa proteína mostra que ela possui 9 resíduos de triptofano distribuídos nos dois domínios característicos da LbAha1. Estudos de desnaturação química por uréia, monitorados pelas técnicas de dicroísmo circular e fluorescência, mostram que os dois domínios da LbAha1 apresentam estabilidades diferentes. Os estudos estruturais realizados permitiram identificar as transições com o respectivo domínio. / Leishmaniasis is an infectious disease caused by several species of Leishmania species and represents major public health problems in developing countries. In the harborer, the survival of the parasite that cause this disease depends on a special class of proteins, molecular chaperones or heat shock proteins as they are also known. The function of these proteins is to assist in protein folding, transport of proteins and many other important cellular functions. In this process the molecular chaperones are helped by their co-chaperones that play a prominent role. Among the main families of molecular chaperones, there are Hsp70 and Hsp90 with their respective co-chaperones, Hsp40 and the Aha1. The present work, initially pretended to express and purify the molecular co-chaperones Hsp40I and Hsp40II of the L. braziliensis for structural characterization by spectroscopic techniques like fluorescence and circular dichroism. However, the insolubility of these proteins, possibly caused by the presence of mutations in their DNA sequences, led to the characterization of another co-chaperone, the Aha1 of the L. braziliensis. These proteins were expressed in the cell supernatant and purified by three chromatographic steps (anion exchange, affinity for calcium ions and gel filtration). The analysis of the DNA sequence of this protein shows that it has nine Trp residues distributed between the two domains and by urea denaturation studies monitored by fluorescence techniques and circular dichroism show that they have different stabilities.

As chaperonas moleculares são proteínas que auxiliam no enovelamento correto de outras proteínas, entre outras funções importantes para as células, motivo pelo qual elas têm sido alvo para o combate de várias doenças. As Hsp90 (82-96 kDa) são chaperonas abundantes que interagem com diversas proteínas-cliente. São constituídas por três domínios: N-terminal, intermediário ou central (M) e C-terminal, o qual é responsável pela dimerização da proteína. A atividade da Hsp90 está diretamente relacionada à sua atividade ATPásica. Durante o ciclo funcional, as Hsp90 podem interagir com inúmeras co-chaperonas. Uma delas é a co-chaperona p23 (18-22 kDa) que interage com o dímero da Hsp90 e algumas das suas funções são a inibição da atividade ATPásica e atividade chaperona. O objetivo do trabalho foi obter a proteína recombinante Hsp90 de Leishmania braziliensis e os domínios N e N+M, determinar fatores importantes que relacionam mudanças conformacionais e função da Hsp90 e as bases moleculares da inibição por GA. Também obter as co-chaperonas Lbp23A e Lbp23B e investigar a interação com a LbHsp90 e suas funções. As proteínas produzidas foram purificadas e caracterizadas por técnicas biofísicas. Em solução, a LbHsp90 foi caracterizada como dímero assimétrico e as demais proteínas como monômeros assimétricos.A interação da LbHsp90 e domínios com nucleotídeos foi analisada por fluorescência e as constantes de dissociação ficaram em torno de 150 &micro;M. A afinidade por GA foi maior que a verificada para ATP e em ordem crescente para LbHsp90, LbHsp90_NM e LbHsp90_N. A LbHsp90 apresentou grande atividade chaperona em relação à citrato sintase, de maneira independente de ATP. A LbHsp90 mostrou baixa atividade ATPásica, a qual foi inibida pela GA com IC50 de 0,7 &micro;M. Tanto a Lbp23A quanto a Lbp23B inibiram a atividade ATPásica da LbHsp90, porém a Lbp23A aproximou-se de 100% de inibição e a Lbp23B apenas 30%. A interação in vitro entre a LbHsp90 e a Lbp23B foi observada por pull-down na presença/ausência de nucleotídeos e essa técnica não se mostrou adequada para a Lbp23A.O pioneirismo do trabalho com a Hsp90/p23 de L. braziliensis oferece uma grande contribuição para futuros trabalhos que visam o entendimento das relações funcionais entre essas proteínas e o contexto das Hsp90 no desenvolvimento da leishmaniose. / Molecular chaperones are proteins involved in proper folding of other proteins, and others important cellular functions, why they have been targeted for combating various diseases. The Hsp90 (82-96 kDa) are ubiquitous chaperones that interact with a wide range of client proteins. They are formed by three domains: N-terminal, central or middle (M), and C-terminal, which is responsible by its dimerization. The Hsp90 activity is related to its ATPase activity. During the Hsp90 functional cycle, diverse co-chaperones. One of them is the p23 (18 kDa), that interacts with one Hsp90 dimer, and some p23 functions are the inhibition of Hsp90 ATPase activity and chaperone activity. The aim of this work was obtain the Hsp90 recombinant Leishmania braziliensis Hsp90, the N and N+M domains, to determine the important factors related to conformational changes and Hsp90 function, and the molecular basis of GA inhibition. Also, to obtain the Lbp23A and Lbp23B co-chaperones in order to establish relevant aspects for LbHsp90 interaction and its co-chaperones functions. The recombinant proteins were produced, purified and characterized by biophysics techniques. The LbHsp90 was identified as an asymmetric dimer for whereas the others were identified as asymmetric monomers. The interactions between LbHsp90 and domains with nucleotides were determined by fluorescence and the dissociation constants were about 150 &micro;M. The GA-affinity was greater than ATP one, in increasing order for LbHsp90, LbHsp90_NM, and LbHsp90_N. The LbHsp90 showed large chaperone activity related to citrate synthase independently of ATP. The LbHsp90 presented low ATPase activity, which was inhibited by GA with a IC50 of 0,7. The Lbp23A and Lbp23B inhibited the ATPase activity with different values, the Lbp23A inhibition was closed to 100% whereas the Lbp23B one was 30%. The in vitro interaction between the LbHsp90 and Lbp23B was observed by pull-down, in the absence or presence of nucleotides, and for Lbp23A this technique was not appropriated. The pioneering work with Hsp90/p23 from L. braziliensis offers an important contribution to future studies aimed at understanding the functional relationships between these proteins and the context of Hsp90 in the development of leishmaniasis.

As chaperonas moleculares são ativas em muitos processos celulares envolvendo o enovelamento e a homeostase de proteínas. Essas características fazem das chaperonas alvos potenciais para o tratamento de diversas doenças. As Hsp70 e as Hsp90, em especial, são proteínas ubíquas altamente conservadas biologicamente que atuam no enovelamento de proteínas nascentes, prevenção da agregação proteica, recuperação de proteínas de agregados, sinalização e crescimento celular, dentre outros. Contudo, para que essas proteínas cumpram eficientemente suas funções, elas devem ser moduladas por co-chaperonas moleculares. A SGT é uma co-chaperona que pode ser dividida em três regiões: domínio N-terminal, domínio TPR e domínio C-terminal, sendo que a região do domínio TPR é a responsável pela interação com o motivo EEVD no C-terminal das Hsp90 e Hsp70 citoplasmáticas. A SGT é encontrada em vários organismos, dentre eles os protozoários do gênero Leishmania spp.. Estes organismos são responsáveis pela leishmaniose, uma doença negligenciada que afeta milhares de pessoas todos os anos, principalmente em países subdesenvolvidos. Evidências indicam que a SGT em protozoários é essencial para o crescimento e viabilidade da forma promastigota. Diante disso, nesse trabalho foi feito o estudo estrutural e funcional da co-chaperona SGT de Leishmania braziliensis (LbSGT). A LbSGT recombinante foi produzida e purificada. A caracterização estrutural indica que a LbSGT é uma proteína rica em estrutura secundária do tipo hélice &alpha; que se comporta como um dímero alongado em solução. Dados de estabilidade térmica e química indicam que a LbSGT é uma proteína formada por domínios com diferentes estabilidades. A LbSGT foi identificada in vivo e o western blotting indicou sua presença cognata nas formas promastigotas do protozoário. Os ensaios de interação indicam que as interações entre a LbSGT e a Hsp90 de L. braziliensis (LbHsp90) e a LbSGT e Hsp70-1A humana (usada como proteína modelo) são diferentes da interação da LbSGT com o peptídeo MEEVD. Sendo assim, esses dados sugerem que a interação da LbSGT com a Hsp70-1A e LbHsp90 envolvem mais regiões das proteínas do que somente o motivo de interação da Hsp70-1A e da LbHsp90 com o domínio TPR da LbSGT. Em conjunto, as propriedades estruturais e funcionais da LbSGT observadas estão de acordo com a possível função da SGT como proteína adaptadora entre os sistemas Hsp70 e Hsp90 no foldossoma. / The molecular chaperones are active in many cellular processes involving protein folding and homeostasis. These characteristics make the chaperones potential targets to the treatment of many diseases. Hsp70 and Hsp90, in special, are highly conserved ubiquitous proteins that act in the folding of nascent proteins, protein aggregation prevention, aggregate recovering, signaling and cellular growth, among others. However, for these proteins to effectively fulfill their function, they must be modulated by molecular co-chaperones. SGT is a co-chaperone that can be divided into three domains: a N-terminal domain, a TPR domain and a C-terminal domain, being the TPR domain responsible for the interaction with the EEVD motif at the C-terminus of cytoplasmic Hsp90 and Hsp70. SGT is found in various organisms; among they are the protozoans of Leishmania spp.. These organisms are responsible for leishmaniasis, a neglected disease that affects thousands people every year, mainly at underdeveloped countries. Evidences indicate that SGT in protozoans are essential to the growth and viability of promastigote form. Therefore, the structural and functional study of the Leishmania braziliensis SGT (LbSGT) is presented. Recombinant LbSGT was produced and purified. The structural characterization points that LbSGT is rich in &alpha;-helix secondary structure and behaves as an elongated dimer in solution. Chemical and thermal stability data suggest that LbSGT is formed by domains of different stabilities. LbSGT was identified in vivo and the western blotting indicates its cognate presence in the protozoan promastigote forms. The interaction assays show that the interaction between LbSGT and Hsp90 of L. braziliensis (LbHsp90) or human Hsp70-1A (used as model protein) were different from the interaction between LbSGT with MEEVD peptide. Moreover, these data suggests that the interaction between LbSGT and Hsp70-1A and LbHsp90 involves additional protein regions besides the Hsp70-1A and LbHsp90 interaction motif. Altogether, the observed functional and structural proprieties of LbSGT accord to the SGT possible function as an adapter protein between the Hsp70 and Hsp90 systems in the foldossome.

As chaperonas moleculares são ativas em muitos processos celulares envolvendo o enovelamento e a homeostase de proteínas. Essas características fazem das chaperonas alvos potenciais para o tratamento de diversas doenças. As Hsp70 e as Hsp90, em especial, são proteínas ubíquas altamente conservadas biologicamente que atuam no enovelamento de proteínas nascentes, prevenção da agregação proteica, recuperação de proteínas de agregados, sinalização e crescimento celular, dentre outros. Contudo, para que essas proteínas cumpram eficientemente suas funções, elas devem ser moduladas por co-chaperonas moleculares. A SGT é uma co-chaperona que pode ser dividida em três regiões: domínio N-terminal, domínio TPR e domínio C-terminal, sendo que a região do domínio TPR é a responsável pela interação com o motivo EEVD no C-terminal das Hsp90 e Hsp70 citoplasmáticas. A SGT é encontrada em vários organismos, dentre eles os protozoários do gênero Leishmania spp.. Estes organismos são responsáveis pela leishmaniose, uma doença negligenciada que afeta milhares de pessoas todos os anos, principalmente em países subdesenvolvidos. Evidências indicam que a SGT em protozoários é essencial para o crescimento e viabilidade da forma promastigota. Diante disso, nesse trabalho foi feito o estudo estrutural e funcional da co-chaperona SGT de Leishmania braziliensis (LbSGT). A LbSGT recombinante foi produzida e purificada. A caracterização estrutural indica que a LbSGT é uma proteína rica em estrutura secundária do tipo hélice &alpha; que se comporta como um dímero alongado em solução. Dados de estabilidade térmica e química indicam que a LbSGT é uma proteína formada por domínios com diferentes estabilidades. A LbSGT foi identificada in vivo e o western blotting indicou sua presença cognata nas formas promastigotas do protozoário. Os ensaios de interação indicam que as interações entre a LbSGT e a Hsp90 de L. braziliensis (LbHsp90) e a LbSGT e Hsp70-1A humana (usada como proteína modelo) são diferentes da interação da LbSGT com o peptídeo MEEVD. Sendo assim, esses dados sugerem que a interação da LbSGT com a Hsp70-1A e LbHsp90 envolvem mais regiões das proteínas do que somente o motivo de interação da Hsp70-1A e da LbHsp90 com o domínio TPR da LbSGT. Em conjunto, as propriedades estruturais e funcionais da LbSGT observadas estão de acordo com a possível função da SGT como proteína adaptadora entre os sistemas Hsp70 e Hsp90 no foldossoma. / The molecular chaperones are active in many cellular processes involving protein folding and homeostasis. These characteristics make the chaperones potential targets to the treatment of many diseases. Hsp70 and Hsp90, in special, are highly conserved ubiquitous proteins that act in the folding of nascent proteins, protein aggregation prevention, aggregate recovering, signaling and cellular growth, among others. However, for these proteins to effectively fulfill their function, they must be modulated by molecular co-chaperones. SGT is a co-chaperone that can be divided into three domains: a N-terminal domain, a TPR domain and a C-terminal domain, being the TPR domain responsible for the interaction with the EEVD motif at the C-terminus of cytoplasmic Hsp90 and Hsp70. SGT is found in various organisms; among they are the protozoans of Leishmania spp.. These organisms are responsible for leishmaniasis, a neglected disease that affects thousands people every year, mainly at underdeveloped countries. Evidences indicate that SGT in protozoans are essential to the growth and viability of promastigote form. Therefore, the structural and functional study of the Leishmania braziliensis SGT (LbSGT) is presented. Recombinant LbSGT was produced and purified. The structural characterization points that LbSGT is rich in &alpha;-helix secondary structure and behaves as an elongated dimer in solution. Chemical and thermal stability data suggest that LbSGT is formed by domains of different stabilities. LbSGT was identified in vivo and the western blotting indicates its cognate presence in the protozoan promastigote forms. The interaction assays show that the interaction between LbSGT and Hsp90 of L. braziliensis (LbHsp90) or human Hsp70-1A (used as model protein) were different from the interaction between LbSGT with MEEVD peptide. Moreover, these data suggests that the interaction between LbSGT and Hsp70-1A and LbHsp90 involves additional protein regions besides the Hsp70-1A and LbHsp90 interaction motif. Altogether, the observed functional and structural proprieties of LbSGT accord to the SGT possible function as an adapter protein between the Hsp70 and Hsp90 systems in the foldossome.

As chaperonas moleculares são proteínas que auxiliam no enovelamento correto de outras proteínas, entre outras funções importantes para as células, motivo pelo qual elas têm sido alvo para o combate de várias doenças. As Hsp90 (82-96 kDa) são chaperonas abundantes que interagem com diversas proteínas-cliente. São constituídas por três domínios: N-terminal, intermediário ou central (M) e C-terminal, o qual é responsável pela dimerização da proteína. A atividade da Hsp90 está diretamente relacionada à sua atividade ATPásica. Durante o ciclo funcional, as Hsp90 podem interagir com inúmeras co-chaperonas. Uma delas é a co-chaperona p23 (18-22 kDa) que interage com o dímero da Hsp90 e algumas das suas funções são a inibição da atividade ATPásica e atividade chaperona. O objetivo do trabalho foi obter a proteína recombinante Hsp90 de Leishmania braziliensis e os domínios N e N+M, determinar fatores importantes que relacionam mudanças conformacionais e função da Hsp90 e as bases moleculares da inibição por GA. Também obter as co-chaperonas Lbp23A e Lbp23B e investigar a interação com a LbHsp90 e suas funções. As proteínas produzidas foram purificadas e caracterizadas por técnicas biofísicas. Em solução, a LbHsp90 foi caracterizada como dímero assimétrico e as demais proteínas como monômeros assimétricos.A interação da LbHsp90 e domínios com nucleotídeos foi analisada por fluorescência e as constantes de dissociação ficaram em torno de 150 &micro;M. A afinidade por GA foi maior que a verificada para ATP e em ordem crescente para LbHsp90, LbHsp90_NM e LbHsp90_N. A LbHsp90 apresentou grande atividade chaperona em relação à citrato sintase, de maneira independente de ATP. A LbHsp90 mostrou baixa atividade ATPásica, a qual foi inibida pela GA com IC50 de 0,7 &micro;M. Tanto a Lbp23A quanto a Lbp23B inibiram a atividade ATPásica da LbHsp90, porém a Lbp23A aproximou-se de 100% de inibição e a Lbp23B apenas 30%. A interação in vitro entre a LbHsp90 e a Lbp23B foi observada por pull-down na presença/ausência de nucleotídeos e essa técnica não se mostrou adequada para a Lbp23A.O pioneirismo do trabalho com a Hsp90/p23 de L. braziliensis oferece uma grande contribuição para futuros trabalhos que visam o entendimento das relações funcionais entre essas proteínas e o contexto das Hsp90 no desenvolvimento da leishmaniose. / Molecular chaperones are proteins involved in proper folding of other proteins, and others important cellular functions, why they have been targeted for combating various diseases. The Hsp90 (82-96 kDa) are ubiquitous chaperones that interact with a wide range of client proteins. They are formed by three domains: N-terminal, central or middle (M), and C-terminal, which is responsible by its dimerization. The Hsp90 activity is related to its ATPase activity. During the Hsp90 functional cycle, diverse co-chaperones. One of them is the p23 (18 kDa), that interacts with one Hsp90 dimer, and some p23 functions are the inhibition of Hsp90 ATPase activity and chaperone activity. The aim of this work was obtain the Hsp90 recombinant Leishmania braziliensis Hsp90, the N and N+M domains, to determine the important factors related to conformational changes and Hsp90 function, and the molecular basis of GA inhibition. Also, to obtain the Lbp23A and Lbp23B co-chaperones in order to establish relevant aspects for LbHsp90 interaction and its co-chaperones functions. The recombinant proteins were produced, purified and characterized by biophysics techniques. The LbHsp90 was identified as an asymmetric dimer for whereas the others were identified as asymmetric monomers. The interactions between LbHsp90 and domains with nucleotides were determined by fluorescence and the dissociation constants were about 150 &micro;M. The GA-affinity was greater than ATP one, in increasing order for LbHsp90, LbHsp90_NM, and LbHsp90_N. The LbHsp90 showed large chaperone activity related to citrate synthase independently of ATP. The LbHsp90 presented low ATPase activity, which was inhibited by GA with a IC50 of 0,7. The Lbp23A and Lbp23B inhibited the ATPase activity with different values, the Lbp23A inhibition was closed to 100% whereas the Lbp23B one was 30%. The in vitro interaction between the LbHsp90 and Lbp23B was observed by pull-down, in the absence or presence of nucleotides, and for Lbp23A this technique was not appropriated. The pioneering work with Hsp90/p23 from L. braziliensis offers an important contribution to future studies aimed at understanding the functional relationships between these proteins and the context of Hsp90 in the development of leishmaniasis.

A malária é uma doença tropical negligenciada causada por protozoários do gênero Plasmodium spp, afeta populações em mais de 100 países ao redor do globo, apresentando 219 milhões de novos casos por ano sendo, portanto, um grave problema de saúde pública. Apresenta um ciclo complexo e digenético, necessitando do mosquito vetor e do hospedeiro vertebrado para se completar - ciclo este que envolve etapas de transformação e adaptação, já que o patógeno passa por 28 formas diferentes ao longo do ciclo, além de enfrentar situações de stress térmico, no momento do contágio e durante os picos febris. Sendo assim, é necessário que o protozoário garanta sua sobrevivência e possibilite a infecção do hospedeiro. Isso é realizado com a assistência de chaperonas moleculares, proteínas estas que são superexpressas no estágio intra-eritrocitário. Uma dessas proteínas é a Hsp90, uma Heat shock protein com diferentes funções, entre elas, maturação de proteínas clientes, encaminhamento de proteínas para translocação por membranas e marcação de proteínas para degradação. Para cumprir adequadamente as diversas funções, as Hsp90 contam com o auxílio de co-chaperonas, como a Hsp70/Hsp90 Organizing Protein (Hop) que modulam sua função. A Hop é uma co-chaperona do sistema foldossoma formado pelas Hsp70 e Hsp90 citoplasmáticas e que atua como proteína adaptadora transferindo proteínas clientes da primeira para a segunda chaperona molecular. A interação da Hop com Hsp70 e Hsp90 ocorre via domínios TPR, que se ligam ao motivo EEVD presente na extremidade C-terminal de ambas as chaperonas citoplasmáticas. É encontrada em diversos organismos, incluindo Plasmodium falciparum, o agente etiológico da malária. Sendo assim, conhecer a Hop de P. falciparum (PfHop), estrutural e funcionalmente, é importante para o entendimento do funcionamento das Hsp90 e Hsp70, proteínas essenciais para a sobrevivência do patógeno e, portanto, possíveis alvos terapêuticos. A PfHop recombinante foi obtida com pureza superior a 95%. A caracterização biofísica da mesma foi feita através de diferentes técnicas. Como outras Hops, a PfHop é majoritariamente constituída por hélices alfa. Os parâmetros hidrodinâmicos determinados sugerem que a PfHop se comporta como um equilíbrio monômero-dímero quando em solução. Dados de espalhamento de raios X a baixo ângulo mostram a PfHop como uma proteína dimérica e alongada. Este trabalho de dissertação de mestrado permitiu alcançar a caracterização estrutural da PfHop e com este conhecimento, espera-se avançar na caracterização funcional da mesma sobre a Hsp70 e Hsp90. / Malaria is a neglected tropical disease caused by protozoa of the genus Plasmodium spp, affects populations in more than 100 countries around the globe, presenting 219 million new cases per year and is therefore a serious public health problem. It presents a complex and digenetic cycle, necessitating the vector mosquito and the vertebrate host to complete - this cycle involves transformation and adaptation stages, since the pathogen goes through 28 different forms along the cycle, besides facing situations of thermal stress , At the time of the contagion and during the feverish peaks. Thus, it is necessary that the protozoan guarantees its survival and makes possible a host infection. This is accomplished with the assistance of molecular chaperones, proteins that are overexpressed in the intra-erythrocyte stage. A life of proteins and Hsp90, a protection of thermal shock with different functions, among them, maturation of client proteins, routing of proteins for membrane translocation and labeling of proteins for degradation. To comply properly, for example, as Hsp90 rely on the help of co-chaperones, such as Hsp70 / Hsp90 Organizing Protein (Hop) that modulate their function. The Hop is a co-chaperone system folded by Hsp70 and Hsp90 cytoplasmic and which acts as an adapter protein transferring client proteins from the first to the second molecular chaperone. The interaction of Hop with Hsp70 and Hsp90 occurs via TPR domains, which bind to the EEVD motif present at the C-terminus of both as cytoplasmic chaperones. It is found in several organisms, including Plasmodium falciparum, the etiologic agent of malaria. Therefore, knowing a Hop of P. falciparum (PfHop), structurally and functionally, is important for the understanding of the functioning of Hsp90 and Hsp70, essential proteins for a pathogen survival and, therefore, in all the therapeutic aspects. A recombinant PfHop was obtained in greater than 95% purity. The biophysical characterization by the same brand made through different techniques. As there is Hops, a PfHop is mostly constituted by alpha helices. The indicated parameters are a PfHop behaves as a monomer-dimer balance when in solution. Higher low-angle X-ray scattering data on PfHop as a dimeric and elongated protein. This work of master\'s dissertation allowed to reach a structural characterization of the PfHop and with this knowledge, it is expected to advance in the functional characterization of the same in Hsp70 and Hsp90.

A malária é uma doença tropical negligenciada causada por protozoários do gênero Plasmodium spp, afeta populações em mais de 100 países ao redor do globo, apresentando 219 milhões de novos casos por ano sendo, portanto, um grave problema de saúde pública. Apresenta um ciclo complexo e digenético, necessitando do mosquito vetor e do hospedeiro vertebrado para se completar - ciclo este que envolve etapas de transformação e adaptação, já que o patógeno passa por 28 formas diferentes ao longo do ciclo, além de enfrentar situações de stress térmico, no momento do contágio e durante os picos febris. Sendo assim, é necessário que o protozoário garanta sua sobrevivência e possibilite a infecção do hospedeiro. Isso é realizado com a assistência de chaperonas moleculares, proteínas estas que são superexpressas no estágio intra-eritrocitário. Uma dessas proteínas é a Hsp90, uma Heat shock protein com diferentes funções, entre elas, maturação de proteínas clientes, encaminhamento de proteínas para translocação por membranas e marcação de proteínas para degradação. Para cumprir adequadamente as diversas funções, as Hsp90 contam com o auxílio de co-chaperonas, como a Hsp70/Hsp90 Organizing Protein (Hop) que modulam sua função. A Hop é uma co-chaperona do sistema foldossoma formado pelas Hsp70 e Hsp90 citoplasmáticas e que atua como proteína adaptadora transferindo proteínas clientes da primeira para a segunda chaperona molecular. A interação da Hop com Hsp70 e Hsp90 ocorre via domínios TPR, que se ligam ao motivo EEVD presente na extremidade C-terminal de ambas as chaperonas citoplasmáticas. É encontrada em diversos organismos, incluindo Plasmodium falciparum, o agente etiológico da malária. Sendo assim, conhecer a Hop de P. falciparum (PfHop), estrutural e funcionalmente, é importante para o entendimento do funcionamento das Hsp90 e Hsp70, proteínas essenciais para a sobrevivência do patógeno e, portanto, possíveis alvos terapêuticos. A PfHop recombinante foi obtida com pureza superior a 95%. A caracterização biofísica da mesma foi feita através de diferentes técnicas. Como outras Hops, a PfHop é majoritariamente constituída por hélices alfa. Os parâmetros hidrodinâmicos determinados sugerem que a PfHop se comporta como um equilíbrio monômero-dímero quando em solução. Dados de espalhamento de raios X a baixo ângulo mostram a PfHop como uma proteína dimérica e alongada. Este trabalho de dissertação de mestrado permitiu alcançar a caracterização estrutural da PfHop e com este conhecimento, espera-se avançar na caracterização funcional da mesma sobre a Hsp70 e Hsp90. / Malaria is a neglected tropical disease caused by protozoa of the genus Plasmodium spp, affects populations in more than 100 countries around the globe, presenting 219 million new cases per year and is therefore a serious public health problem. It presents a complex and digenetic cycle, necessitating the vector mosquito and the vertebrate host to complete - this cycle involves transformation and adaptation stages, since the pathogen goes through 28 different forms along the cycle, besides facing situations of thermal stress , At the time of the contagion and during the feverish peaks. Thus, it is necessary that the protozoan guarantees its survival and makes possible a host infection. This is accomplished with the assistance of molecular chaperones, proteins that are overexpressed in the intra-erythrocyte stage. A life of proteins and Hsp90, a protection of thermal shock with different functions, among them, maturation of client proteins, routing of proteins for membrane translocation and labeling of proteins for degradation. To comply properly, for example, as Hsp90 rely on the help of co-chaperones, such as Hsp70 / Hsp90 Organizing Protein (Hop) that modulate their function. The Hop is a co-chaperone system folded by Hsp70 and Hsp90 cytoplasmic and which acts as an adapter protein transferring client proteins from the first to the second molecular chaperone. The interaction of Hop with Hsp70 and Hsp90 occurs via TPR domains, which bind to the EEVD motif present at the C-terminus of both as cytoplasmic chaperones. It is found in several organisms, including Plasmodium falciparum, the etiologic agent of malaria. Therefore, knowing a Hop of P. falciparum (PfHop), structurally and functionally, is important for the understanding of the functioning of Hsp90 and Hsp70, essential proteins for a pathogen survival and, therefore, in all the therapeutic aspects. A recombinant PfHop was obtained in greater than 95% purity. The biophysical characterization by the same brand made through different techniques. As there is Hops, a PfHop is mostly constituted by alpha helices. The indicated parameters are a PfHop behaves as a monomer-dimer balance when in solution. Higher low-angle X-ray scattering data on PfHop as a dimeric and elongated protein. This work of master\'s dissertation allowed to reach a structural characterization of the PfHop and with this knowledge, it is expected to advance in the functional characterization of the same in Hsp70 and Hsp90.

Orientador: Carlos Henrique Inacio Ramos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T21:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Seraphim_ThiagoVargas_M.pdf: 4293116 bytes, checksum: bd401fff62b6ce29029ac35de3bc753a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O enovelamento protéico é essencial para a correta função biológica das proteínas. A existência de um ambiente com alta concentração dos mais diferentes tipos de moléculas, dentro da célula, e de diversos tipos de situações de estresse, podem agir induzindo a formação de espécies improdutivas na via de enovelamento, como proteínas mal enoveladas e/ou até mesmo agregados protéicos. Para controlar estes eventos, há a maquinaria de chaperonas moleculares, que tem por objetivo garantir a homeostase protéica celular. As chaperonas moleculares são capazes de ligar e estabilizar um polipeptídio, mas sem contribuir com informações para a sua conformação final. Dentro desta maquinaria, o sistema Hsp70 tem um papel central, sendo responsável por receber proteínas desenoveladas ou mal enoveladas de outras chaperonas, podendo auxiliar no reenovelamento e direcionamento para outras chaperonas moleculares ou para degradação. A Hsp70 é regulada por co-chaperonas, como a Hsp40, que é responsável pela entrega de proteínas clientes à Hsp70 e pelo estímulo da atividade ATPase, essencial para a funcionalidade da Hsp70. Este trabalho apresenta a caracterização de uma Hsp40 tipo I de cana-de-açúcar, nomeada SHsp40, e o estudo de uma Hsp40 tipo II de levedura e seus mutantes, a fim de entender a relação estrutura-função destas proteínas. A SHsp40 foi expressa em E. coli, purificada e obtida enovelada, como verificado por dicroísmo circular. Além disso, a SHsp40 apresentou atividade chaperona em experimentos de proteção ao substrato desenovelado e se comportou como um dímero alongado em solução, como mostrado por SEC-MALS e pela determinação do fator de Perrin. Experimentos de desenovelamento térmico monitorado pelo sinal de CD a 222 nm revelaram que a SHsp40 possui pelo menos um intermediário, e a fluorescência de tioflavina T e bis-ANS mostraram que este intermediário é rico em folhas ? e parcialmente desenovelado, características de espécies na via de formação de fibrilas. A SHsp40 agregada foi examinada por microscopia eletrônica de varredura, que comprovou sua capacidade de formar de fibrilas. Este trabalho também contribuiu para o estudo de uma Hsp40 tipo II de levedura, Sis1, e seus mutantes de deleção, Sis1?124-174 e Sis1?121-257. Ensaios de fluorescência estática do triptofano, fotoapagamento e anisotropia mostraram que a deleção do domínio G/M não afetou a estrutura e hidrodinâmica de Sis1?124-174 em relação à proteína selvagem. Estudos de estabilidade destas proteínas, realizado anteriormente em nosso grupo de pesquisa e complementado neste trabalho pelo uso da técnica de SEC-MALS, mostrou que Sis1 e Sis1?124-174 foram mais estáveis que Sis1?121-257, mutante que o domínio G/M e subdomínio CTDI estão ausentes / Abstract: Correct protein folding is essential for proper protein biological function. There is a crowded environment and many types of molecules inside the cell and a variety of external stresses can act inducing unproductive species, as unfolded and/or misfolded proteins and even protein aggregates. To control these undesired events and ensures the protein homeostasis there is a molecular chaperone machinery. Molecular chaperones are able to bind and stabilize polypeptides but with no contributions for their final conformations. Inside this machinery, the Hsp70 system has a central role and is responsible to receive unfolded or misfolded proteins from other chaperones, helping in protein refolding and delivering the clients to other chaperones and even protein targeting for degradation. Hsp70 is regulated by its co-chaperones, such as Hsp40, which is responsible to client proteins deliver to Hsp70 and stimulation of its ATPase activity, essential processes for Hsp70 function. This work presents a sugarcane type I Hsp40 characterization, named SHsp40, and studies of an yeast type II Hsp40 and its mutants in order to understand the structure-function relationship of these proteins. The SHsp40 was expressed in E. coli, purified and obtained folded, as verified by circular dichroism. Furthermore, SHsp40 presented chaperone activity in unfolded substrate protection experiments and behaved as an elongated dimer in solution, as shown by SEC-MALS and estimated by Perrin factor. Thermal-induced unfolding experiments monitored by CD signal at 222 nm revealed that SHsp40 has at least one intermediate which is populated and tioflavin T and bis-ANS fluorescence showed that this intermediate is ? sheet-rich and partially folded, such as intermediate species in the fibril formation pathway. The aggregated SHsp40 was examined by scanning electron microscopy, wich proved its ability to fibril formation. This work also contributed for the study of an yeast type II Hsp40, Sis1, and its deletion mutants, Sis1?124-174 and Sis1?121-257. Steady-state tryptophan fluorescence, quenching and anisotropy assays showed that the G/M domain deletion did not affect the structure and hydrodynamic properties of Sis1?124-174 in relation to the wild type protein. Stability studies of these proteins, previously performed in our research group and complemented in this work by using the SEC-MALS technique, showed that Sis1 and Sis1?124-174 were more stable than Sis1?121-257, a mutant with the G/M domain and CTDI subdomain absents / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular