BENEVIDES, Raquel Guimarães. Caracterização bioquímica e estrutural de uma lectina recombinante de sementes de Platypodium elegans Vogel. 2011. 281 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T13:36:10Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_rgbenevides.pdf: 11384028 bytes, checksum: c53d0f90cf10f6c4617f71ad7c4468d9 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T15:27:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_rgbenevides.pdf: 11384028 bytes, checksum: c53d0f90cf10f6c4617f71ad7c4468d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T15:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_rgbenevides.pdf: 11384028 bytes, checksum: c53d0f90cf10f6c4617f71ad7c4468d9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Lectinas vegetais são excelentes modelos para se estudar as bases moleculares do reconhecimento proteína-açúcar.Uma atividade lectínica com especificidade para manose e glicose foi detectada em sementes de Platypodium elegans, uma leguminosa da subtribo Dalbergiae. O gene da lectina PELa foi clonado, resultante em uma proteína de 261 resíduos de aminoácidos pertencente à família de lectinas de leguminosas, com similaridade com a lectina de Pterocarpus angolensis (PAL). A lectina recombinante foi expressa em células de E. coli e refoldada à partir de corpos de inclusão. Uma análise da especificidade por Glycan array evidenciou uma preferência bastante não-usual para N-glicanos do tipo complexos com ramificações assimétricas. Um braço curto consistindo em um resíduo de manose é preferido no braço 1-6 do N-glicano, enquanto uma extensão por GlcNAc, Gal e NeuAc são favoráveis no braço 1-3. Valores de afinidade foram obtidos por microcalorimetria usando heptassacarídeos simétricos e assimétricos ligados a Asn preparados por método semi-enzimático. Uma alta afinidade de 5 µM foi obtida para ambos os ligantes. Duas estruturas cristalinas de PELa, uma em complexo com um trimanose ramificado e outra com um heptassacarídeo complexo simétrico ligado a Asn foram resolvidas a resoluções de 2,1 e 1,65 Å, respectivamente. A lectina mostrou adotar uma organização dimérica canônica típica de lectinas de leguminsas. O trimanose faz uma ponte entre os sítios de ligação a carboidrato de dímeros vizinhos, resultando na formação de cadeias infinitas no cristal. O heptassacarídeo liga-se com o braço 1-6 no sítio primário de ligação e com contatos extensivos adicionais em ambos os braços. O GlcNAc do braço 1-3 está ligado em uma conformação restrita que pode justificar a alta afinidade que é observada em chips para oligossacarídeos com braço 1-3 curto que não apresentam esse monossacarídeos. / Lectin activity with specificity for mannose and glucose has been detected in the seed of Platypodium elegans, a legume from the Dalbergiae tribe. The gene of the lectin PELa has been cloned and the resulting 261 amino acid protein belongs to the legume lectin family with similarity with Pterocarpus angolensis agglutinin (PAL) from the same tribe. The recombinant lectin has been expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. Analysis of specificity by Glycan Array evidenced a very unusual preference for complex type N-glycans with asymmetrical branches. A short branch consisting of one mannose residue is preferred on the 6- arm of the N-glycan, while extension by GlcNAc, Gal and NeuAc are favorabl e on the 3-arm. Affinities have been obtained by microcalorimetry using symmetrical and asymmetrical Asn- linked heptasaccharide prepared by semi-enzymatic method. Strong affinity of 5 μM was obtained for both ligands. Crystal structures of PELa complexed with branched trimannose and symmetrical complex type Asn-linked heptasaccharide have been solved at 2.1 and 1.65 Å resolution respectively. The lectin adopts the canonical dimeric organization of legume lectins. The trimannose bridges the binding sites of two neighbouring dimers, resulting in the formation of infinite chains in the crystal. The Asn-linked heptasaccharide binds with the 6-arm in the primary binding site and extensive additional contacts on both arms. The GlcNAc on the 3 -arm is bound in a constrained conformation that may rationalize the higher affinity that is observed on chips for oligosaccharide with shorter 3-arm that do not present this monosaccharide.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lectin activity with specificity for mannose and glucose has been detected in the seed of Platypodium elegans, a legume from the Dalbergiae tribe. The gene of the lectin PELa has been cloned and the resulting 261 amino acid protein belongs to the legume lectin family with similarity with Pterocarpus angolensis agglutinin (PAL) from the same tribe. The recombinant lectin has been expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. Analysis of specificity by Glycan Array evidenced a very unusual preference for complex type N-glycans with asymmetrical branches. A short branch consisting of one mannose residue is preferred on the 6- arm of the N-glycan, while extension by GlcNAc, Gal and NeuAc are favorabl e on the 3-arm. Affinities have been obtained by microcalorimetry using symmetrical and asymmetrical Asn- linked heptasaccharide prepared by semi-enzymatic method. Strong affinity of 5 μM was obtained for both ligands. Crystal structures of PELa complexed with branched trimannose and symmetrical complex type Asn-linked heptasaccharide have been solved at 2.1 and 1.65 à resolution respectively. The lectin adopts the canonical dimeric organization of legume lectins. The trimannose bridges the binding sites of two neighbouring dimers, resulting in the formation of infinite chains in the crystal. The Asn-linked heptasaccharide binds with the 6-arm in the primary binding site and extensive additional contacts on both arms. The GlcNAc on the 3 -arm is bound in a constrained conformation that may rationalize the higher affinity that is observed on chips for oligosaccharide with shorter 3-arm that do not present this monosaccharide. / Lectinas vegetais sÃo excelentes modelos para se estudar as bases moleculares do reconhecimento proteÃna-aÃÃcar.Uma atividade lectÃnica com especificidade para manose e glicose foi detectada em sementes de Platypodium elegans, uma leguminosa da subtribo Dalbergiae. O gene da lectina PELa foi clonado, resultante em uma proteÃna de 261 resÃduos de aminoÃcidos pertencente à famÃlia de lectinas de leguminosas, com similaridade com a lectina de Pterocarpus angolensis (PAL). A lectina recombinante foi expressa em cÃlulas de E. coli e refoldada à partir de corpos de inclusÃo. Uma anÃlise da especificidade por Glycan array evidenciou uma preferÃncia bastante nÃo-usual para N-glicanos do tipo complexos com ramificaÃÃes assimÃtricas. Um braÃo curto consistindo em um resÃduo de manose à preferido no braÃo 1-6 do N-glicano, enquanto uma extensÃo por GlcNAc, Gal e NeuAc sÃo favorÃveis no braÃo 1-3. Valores de afinidade foram obtidos por microcalorimetria usando heptassacarÃdeos simÃtricos e assimÃtricos ligados a Asn preparados por mÃtodo semi-enzimÃtico. Uma alta afinidade de 5 ÂM foi obtida para ambos os ligantes. Duas estruturas cristalinas de PELa, uma em complexo com um trimanose ramificado e outra com um heptassacarÃdeo complexo simÃtrico ligado a Asn foram resolvidas a resoluÃÃes de 2,1 e 1,65 Ã, respectivamente. A lectina mostrou adotar uma organizaÃÃo dimÃrica canÃnica tÃpica de lectinas de leguminsas. O trimanose faz uma ponte entre os sÃtios de ligaÃÃo a carboidrato de dÃmeros vizinhos, resultando na formaÃÃo de cadeias infinitas no cristal. O heptassacarÃdeo liga-se com o braÃo 1-6 no sÃtio primÃrio de ligaÃÃo e com contatos extensivos adicionais em ambos os braÃos. O GlcNAc do braÃo 1-3 està ligado em uma conformaÃÃo restrita que pode justificar a alta afinidade que à observada em chips para oligossacarÃdeos com braÃo 1-3 curto que nÃo apresentam esse monossacarÃdeos.

De la reconnaissance protéine-glucides. Une activité lectine avec une spécificité mannose/glucose a été détectée dans les graines de Platypodium elegans, une légumineuse de la sous-tribu Dalbergiae. Le gène de la lectine PELa a été cloné. Son produit est une protéine de 261 acides aminés appartenant à la famille des lectines de légumineuses et présentant des similarités avec l'agglutinine de Pterocarpus angolensis (PAL). La lectine recombinante a été exprimée dans E. coli et renaturée à partir des corps d'inclusion. L'analyse de la spécificité par Glycan Array montre une préférence très rare pour des N-glycanes de type complexe avec des branches disymmétriques. Une branche courte composée d'un résidu de mannose est préférée sur le bras 1-6 des N-glycanes, tandis que l'extension par les résidus GlcNAc et Gal et favorable sur le bras 1-3. Les affinités ont été mesurées par microcalorimétrie de titration en utilisant des heptasaccharides liés à une asparagine et obtenus par une méthode semi-enzymatique. Une très forte affinité de 5 uM a été obtenue pour deux ligands symétriques et disymmétriques. Les structures cristallographiques de PELa complexé avec le trimannose branché et l'heptasaccharide-Asn symétrique de type complexe ont été résolues respectivement à 2,1 et 1,65 Å de résolution. La lectine adopte l'organisation dimérique canonique des lectines de légumineuses. Le trimannose ponte les sites de liaison de deux dimères voisins, résultant en la formation de chaînes infinies dans le cristal. L'heptasaccharide-Asn se lie par le mannose du bras 1-6 dans le site principal de liaison et de nombreux contacts supplémentaires sont établis avec les autres résidus glucidiques. Le GlcNAc du bras 1-3 interagit avec la surface de la protéine dans une conformation contrainte qui peut expliquer la plus grande affinité que l'on observe sur les puces pour les oligosaccharides avec des bras 1-3 courts qui ne contiennent pas ce monosaccharide. / Lectin activity with specificity for mannose and glucose has been detected in the seed of Platypodium elegans, a legume from the Dalbergiae tribe. The gene of the lectin PELa has been cloned and the resulting 261 amino acid protein belongs to the legume lectin family with similarity with Pterocarpus angolensis agglutinin (PAL) from the same tribe. The recombinant lectin has been expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. Analysis of specificity by Glycan Array evidenced a very unusual preference for complex type N-glycans with asymmetrical branches. A short branch consisting of one mannose residue is preferred on the 6- arm of the N-glycan, while extension by GlcNAc, Gal and NeuAc are favorable on the 3-arm. Affinities have been obtained by microcalorimetry using symmetrical and asymmetrical Asn- linked heptasaccharide prepared by semi-enzymatic method. Strong affinity of 5 µM was obtained for both ligands. Crystal structures of PELa complexed with branched trimannose and symmetrical complex type Asn-linked heptasaccharide have been solved at 2.1 and 1.65 Å resolution respectively. The lectin adopts the canonical dimeric organization of legume lectins. The trimannose bridges the binding sites of two neighbouring dimers, resulting in the formation of infinite chains in the crystal. The Asn-linked heptasaccharide binds with the 6-arm in the primary binding site and extensive additional contacts on both arms. The GlcNAc on the 3-arm is bound in a constrained conformation that may rationalize the higher affinity that is observed on chips for oligosaccharide with shorter 3-arm that do not present this monosaccharide.

De la reconnaissance protéine-glucides. Une activité lectine avec une spécificité mannose/glucose a été détectée dans les graines de Platypodium elegans, une légumineuse de la sous-tribu Dalbergiae. Le gène de la lectine PELa a été cloné. Son produit est une protéine de 261 acides aminés appartenant à la famille des lectines de légumineuses et présentant des similarités avec l'agglutinine de Pterocarpus angolensis (PAL). La lectine recombinante a été exprimée dans E. coli et renaturée à partir des corps d'inclusion. L'analyse de la spécificité par Glycan Array montre une préférence très rare pour des N-glycanes de type complexe avec des branches disymmétriques. Une branche courte composée d'un résidu de mannose est préférée sur le bras 1-6 des N-glycanes, tandis que l'extension par les résidus GlcNAc et Gal et favorable sur le bras 1-3. Les affinités ont été mesurées par microcalorimétrie de titration en utilisant des heptasaccharides liés à une asparagine et obtenus par une méthode semi-enzymatique. Une très forte affinité de 5 uM a été obtenue pour deux ligands symétriques et disymmétriques. Les structures cristallographiques de PELa complexé avec le trimannose branché et l'heptasaccharide-Asn symétrique de type complexe ont été résolues respectivement à 2,1 et 1,65 Å de résolution. La lectine adopte l'organisation dimérique canonique des lectines de légumineuses. Le trimannose ponte les sites de liaison de deux dimères voisins, résultant en la formation de chaînes infinies dans le cristal. L'heptasaccharide-Asn se lie par le mannose du bras 1-6 dans le site principal de liaison et de nombreux contacts supplémentaires sont établis avec les autres résidus glucidiques. Le GlcNAc du bras 1-3 interagit avec la surface de la protéine dans une conformation contrainte qui peut expliquer la plus grande affinité que l'on observe sur les puces pour les oligosaccharides avec des bras 1-3 courts qui ne contiennent pas ce monosaccharide.