Bielefeld, Universiẗat, Diss., 2001.

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Proteolytic processing of transmembrane receptors and ligands can have dramatic effects on cell signaling and subsequent cellular responses. Previous studies demonstrated that a disintegrin and metalloproteinase 10 (ADAM10) may cleave numerous B cell-expressed receptors, including the low affinity IgE receptor (CD23). However, lethality of ADAM10-deficient embryos has limited examination of these cleavage events in lymphocytes. To investigate their role in B cell development and function, we generated B cell-specific ADAM10 knockout mice. Intriguingly, deletion prevented development of the entire marginal zone B cell (MZB) lineage. Further analysis revealed that ADAM10 is required for S2 cleavage of the Notch2 receptor and initiation of Notch2 signaling, which is required for MZB development. Additionally, cleavage of CD23 was dramatically impaired in ADAM10-deficient B cells. This finding and results of ex vivo cleavage assays demonstrated that ADAM10 is the principal in vivo sheddase of CD23. Previous studies have demonstrated that Notch signaling and CD23 cleavage regulate antibody production. Accordingly, deletion of ADAM10 profoundly inhibited germinal center formation, and T-dependent and T-independent antibody responses to immunization, implicating ADAM10 as a novel regulator of adaptive immunity. Additionally, to determine the role of ADAM10 activity in hematopoiesis, we generated transgenic mice (A10Tg) that overexpress the protease on lymphoid and myeloid progenitors. Surprisingly, this markedly suppressed B2 cell development and promoted dramatic expansion of myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) via a cell intrinsic mechanism. A10Tg MDSCs inhibited T cell proliferation and adoptive immunotherapy of B16 melanoma, resulting in exacerbated metastatic progression that was prevented by MDSC depletion. Thus, A10Tg mice represent a novel model for the examination of MDSC development and MDSC-mediated immune suppression in a tumor-free environment. Finally, hematopoietic stem cell cultures revealed that ADAM10 overexpression directs myeloid development by dysregulating Notch signaling via uncoupling the highly regulated proteolysis of Notch receptors. Collectively, these findings demonstrate that ADAM10 is a critical regulator of Notch signaling, B cell development, and MDSC expansion. Moreover, they have important implications for the treatment of numerous CD23 and Notch mediated pathologies, ranging from allergy to cancer.

Gliomas are the most common and difficult to treat tumors of the central nervous system. Current treatments often fail to slow progression of disease due to the high invasive nature of glioma leading to a high percentage of recurrence. Our previous studies have demonstrated that the levels of alpha; 9 beta; 1 integrin found on high grade glioma were significantly increased in comparison to normal brain tissue where the levels were negligible. We also found that interaction between alpha; 9 beta; 1 integrin and nerve growth factor (NGF) plays a major role in progression of experimental tumor. Another receptor for NGF the common neurotrophin receptor p75NTR is also overexpressed in high grade glioma. p75NTR forms a high affinity complex with the specific NGF receptor, TrkA leading to an increase in cell proliferation and survival. In the absence of an association, p75NTR is involved in transferring pro-apoptotic signals through the JNK pathway. We have found that the α 9 integrin subunit of α 9 β 1 forms a stable, cation independent complex with p75NTR on the cell membrane of glioma both in vitro using glioma derived immortalized cells lines and in vivo using glioma tissue. The co-expression of p75NTR with α 9 β 1 integrin led to optimization of integrin-dependent cellular activities such as cell survival, proliferation, and migration. Co-expression of p75NTR was also required for implanted glioma cells to migrate in a glioma-like perivascular manner away from the site of implantation as was seen in the in vivo quail chorioallantoic membrane assay. / Biology

Metaloproteases/desintegrinas (MD) isoladas de venenos de serpentes são potentes inibidores de agregação plaquetária e de adesão celular, processos envolvidos em doenças como trombose e câncer. As MD pertencem a classe PIII das SVMPs (´snake venom metalloproteinases´) que são constituídas por três domínios: metaloprotease (M), tipo-desintegrina (D) e rico em cisteína (C). A função dos três domínios nas atividades das moléculas ainda não é totalmente conhecida, e estudos com o objetivo de esclarecer suas funções são importantes para o desenvolvimento de novos fármacos. Algumas proteínas da classe PIII apresentam elevada atividade auto-proteolítica (liberando peptídeo constituído dos domínios D e C) enquanto que em outras PIII esta atividade não é menos evidente. Neste trabalho nós estudamos MD isoladas de veneno de Bothrops jararaca (bothropasina) e Bothrops alternatus (alternagina) em relação aos seus processos de autólise. Alternagina e bothropasina apresentaram diferentes comportamentos em relação à auto-proteólise, apesar do elevado grau de identidade entre as duas moléculas. Nesse trabalho, caracterizamos a estabilidade química e o comportamento de desenovelamento da proteína alternagina nativa pela guanídina HCl usando emissão de fluorescência intrínseca em combinação com espectroscopia de dicroísmo circular ´far´-UV. As amostras de alternagina, purificadas do veneno liofilizado, foram monitoradas por dicroísmo em comprimento de onda de 220nm e os resultados mostraram estruturas intermediárias no processo de desnaturação da proteína. Estudos semelhantes foram feitos com a bothropasina, com o objetivo de relacionar seus diferentes comportamentos auto-proteolíticos com os processos de desnaturação. Nas duas proteínas ocorreu uma alta correlação entre os estudos de auto-proteolise e de desnaturação. As MD isoladas de B. jararaca, jararagina e bothropasina, são isoformas descritas na literatura como isoláveis através de diferentes cromatografias. Neste trabalho, utilizamos os diferentes protocolos descritos para verificar a porção da isoforma majoritária no veneno. As amostras de proteína serão analisadas por espectrometria de massas, uma vez que a região N-terminal das proteínas está bloqueada. / Metalloproteinases/disintegrin (MD) isolated from snake venom are potent inhibitors of platelet aggregation and cell adhesion, processes involved in illnesses as cancer and thrombosis. MD belong to the PIII class of the metalloproteinase/disintegrin gene family and they are constituted by three domains: the catalytic domain, metalloprotease; disintegrin-like (D) and cysteine-rich (R). Some MD proteins are rapidly processed (producing the disintegrin-like/ cysteine-rich domains), while others MD are processed slowly. In this work, we studied the autolysis process of the MD isolated from the venom of Bothrops jararaca (bothropasin) and Bothrops alternatus (alternagin). Despite high sequence identity, alternagin and bothropasin showed different autolysis processes. The processing of the alternagin produces an intermediate with molecular mass of 43kDa whereas in the processing of the bothropasin this intermediate is almost not observable. In this work we studied alternagin and bothropasin under the viewpoint of chemical stability and the unfolding process to guanidine hydrochloride (Gnd-HCl) using dichroism circular and fluorescence spectrometry. The CD spectra (220nm) of the alternagin purified from the lyophilized venom showed an intermediate structure in the unfolding process. These studies were performed on bothropasin with the goal to relate the autolysis and unfolding process. These studies revealed a high correlation between both proteins . The MD isolated from B. jararaca, jararagin and bothropasin, are isophorms purified from different chromatograph processes reported in the literature. In this work, different purification processes were used to check the major isophorm. Due to the blocked N-terminal region, these proteins will be assessed by mass spectrometry.

Plaquetas e células tumorais interagem em uma reação cruzada com proteínas do plasma, via integrina αIIbβ3 e αvβ3, respectivamente. A integrina αvβ3 também encontra-se presente na angiogênese tumoral. O objetivo desse trabalho foi avaliar a GST-INS, uma disintegrina recombinante do veneno de Bothrops insularis em eventos da progressão tumoral. Em condições estáticas, GST-INS foi capaz de inibir totalmente a adesão de células HUVECs e SK-MEL-28 às plaquetas em comparação ao controle e ao Aggrastat® (inibidor seletivo da integrina αIIbβ3). Além de inibir a TCIPA (agregação plaquetária induzida por células tumorais) a GST-INS também inibiu a invasão de SK-MEL-28 em substrato de matrigel. Células t.End.1 ou SK-MEL-28 pré-incubadas com GST-INS não formaram túbulos no substrato de matrigel. Análise por microscopia confocal mostrou que GST-INS liga-se a integrina αv presente nas células SK-MEL-28. Nossos resultados sugerem que essa disintegrina pode ser utilizada como potencial ferramenta no estudo e desenvolvimento de antiangiogênicos e antimetastáticos. / Platelets and tumor cells interact in a cross-react with plasma proteins via integrin αIIbβ3 and αvβ3 , respectively.The integrin αvβ3 is also strongly stimulated in tumor angiogenesis. The aim of this study was to evaluate the ability of GST-INS, a recombinant disintegrin from Bothrops insularis venom on events of tumor progression. Under static conditions, GST-INS was able to completely inhibit the adhesion of endothelial cells (HUVECs) and melanoma cells (SK-MEL-28) to platelets compared to control and Aggrastat® (selective inhibitor of integrin αIIbβ3). In addition, GST-INS inhibit TCIPA (platelet aggregation induced by tumor cells) GST-INS also inhibited SK-MEL-28 on matrigel invasion substrate. t.End.1 cells or SK-MEL-28 pre-incubated with GST-INS were not able to form tubules in matrigel substrate. Analysis by confocal microscopy showed that GST-INS binds to integrin αv present in SK-MEL-28 cells. The results suggest that disintegrin can be used as a potential tool in the study and development of antiangiogenic and antimetastatic.

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

Plaquetas e células tumorais interagem em uma reação cruzada com proteínas do plasma, via integrina αIIbβ3 e αvβ3, respectivamente. A integrina αvβ3 também encontra-se presente na angiogênese tumoral. O objetivo desse trabalho foi avaliar a GST-INS, uma disintegrina recombinante do veneno de Bothrops insularis em eventos da progressão tumoral. Em condições estáticas, GST-INS foi capaz de inibir totalmente a adesão de células HUVECs e SK-MEL-28 às plaquetas em comparação ao controle e ao Aggrastat® (inibidor seletivo da integrina αIIbβ3). Além de inibir a TCIPA (agregação plaquetária induzida por células tumorais) a GST-INS também inibiu a invasão de SK-MEL-28 em substrato de matrigel. Células t.End.1 ou SK-MEL-28 pré-incubadas com GST-INS não formaram túbulos no substrato de matrigel. Análise por microscopia confocal mostrou que GST-INS liga-se a integrina αv presente nas células SK-MEL-28. Nossos resultados sugerem que essa disintegrina pode ser utilizada como potencial ferramenta no estudo e desenvolvimento de antiangiogênicos e antimetastáticos. / Platelets and tumor cells interact in a cross-react with plasma proteins via integrin αIIbβ3 and αvβ3 , respectively.The integrin αvβ3 is also strongly stimulated in tumor angiogenesis. The aim of this study was to evaluate the ability of GST-INS, a recombinant disintegrin from Bothrops insularis venom on events of tumor progression. Under static conditions, GST-INS was able to completely inhibit the adhesion of endothelial cells (HUVECs) and melanoma cells (SK-MEL-28) to platelets compared to control and Aggrastat® (selective inhibitor of integrin αIIbβ3). In addition, GST-INS inhibit TCIPA (platelet aggregation induced by tumor cells) GST-INS also inhibited SK-MEL-28 on matrigel invasion substrate. t.End.1 cells or SK-MEL-28 pre-incubated with GST-INS were not able to form tubules in matrigel substrate. Analysis by confocal microscopy showed that GST-INS binds to integrin αv present in SK-MEL-28 cells. The results suggest that disintegrin can be used as a potential tool in the study and development of antiangiogenic and antimetastatic.

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

Metaloproteases/desintegrinas (MD) isoladas de venenos de serpentes são potentes inibidores de agregação plaquetária e de adesão celular, processos envolvidos em doenças como trombose e câncer. As MD pertencem a classe PIII das SVMPs (´snake venom metalloproteinases´) que são constituídas por três domínios: metaloprotease (M), tipo-desintegrina (D) e rico em cisteína (C). A função dos três domínios nas atividades das moléculas ainda não é totalmente conhecida, e estudos com o objetivo de esclarecer suas funções são importantes para o desenvolvimento de novos fármacos. Algumas proteínas da classe PIII apresentam elevada atividade auto-proteolítica (liberando peptídeo constituído dos domínios D e C) enquanto que em outras PIII esta atividade não é menos evidente. Neste trabalho nós estudamos MD isoladas de veneno de Bothrops jararaca (bothropasina) e Bothrops alternatus (alternagina) em relação aos seus processos de autólise. Alternagina e bothropasina apresentaram diferentes comportamentos em relação à auto-proteólise, apesar do elevado grau de identidade entre as duas moléculas. Nesse trabalho, caracterizamos a estabilidade química e o comportamento de desenovelamento da proteína alternagina nativa pela guanídina HCl usando emissão de fluorescência intrínseca em combinação com espectroscopia de dicroísmo circular ´far´-UV. As amostras de alternagina, purificadas do veneno liofilizado, foram monitoradas por dicroísmo em comprimento de onda de 220nm e os resultados mostraram estruturas intermediárias no processo de desnaturação da proteína. Estudos semelhantes foram feitos com a bothropasina, com o objetivo de relacionar seus diferentes comportamentos auto-proteolíticos com os processos de desnaturação. Nas duas proteínas ocorreu uma alta correlação entre os estudos de auto-proteolise e de desnaturação. As MD isoladas de B. jararaca, jararagina e bothropasina, são isoformas descritas na literatura como isoláveis através de diferentes cromatografias. Neste trabalho, utilizamos os diferentes protocolos descritos para verificar a porção da isoforma majoritária no veneno. As amostras de proteína serão analisadas por espectrometria de massas, uma vez que a região N-terminal das proteínas está bloqueada. / Metalloproteinases/disintegrin (MD) isolated from snake venom are potent inhibitors of platelet aggregation and cell adhesion, processes involved in illnesses as cancer and thrombosis. MD belong to the PIII class of the metalloproteinase/disintegrin gene family and they are constituted by three domains: the catalytic domain, metalloprotease; disintegrin-like (D) and cysteine-rich (R). Some MD proteins are rapidly processed (producing the disintegrin-like/ cysteine-rich domains), while others MD are processed slowly. In this work, we studied the autolysis process of the MD isolated from the venom of Bothrops jararaca (bothropasin) and Bothrops alternatus (alternagin). Despite high sequence identity, alternagin and bothropasin showed different autolysis processes. The processing of the alternagin produces an intermediate with molecular mass of 43kDa whereas in the processing of the bothropasin this intermediate is almost not observable. In this work we studied alternagin and bothropasin under the viewpoint of chemical stability and the unfolding process to guanidine hydrochloride (Gnd-HCl) using dichroism circular and fluorescence spectrometry. The CD spectra (220nm) of the alternagin purified from the lyophilized venom showed an intermediate structure in the unfolding process. These studies were performed on bothropasin with the goal to relate the autolysis and unfolding process. These studies revealed a high correlation between both proteins . The MD isolated from B. jararaca, jararagin and bothropasin, are isophorms purified from different chromatograph processes reported in the literature. In this work, different purification processes were used to check the major isophorm. Due to the blocked N-terminal region, these proteins will be assessed by mass spectrometry.