NEPOMUCENO, D. R. Clonagem e expressão de uma lectina de Artocarpus incisa L. (Frutalina) em Escherichia coli. 2008. 81 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-27T19:23:51Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_drnepomuceno.pdf: 815376 bytes, checksum: 17de51e5080e91f90b2ad84ac669dbba (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-02-27T19:42:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_drnepomuceno.pdf: 815376 bytes, checksum: 17de51e5080e91f90b2ad84ac669dbba (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-27T19:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_drnepomuceno.pdf: 815376 bytes, checksum: 17de51e5080e91f90b2ad84ac669dbba (MD5) Previous issue date: 2008 / The lectins constitute biotechnological tools of fundamental importance in hystochemical and cytochemical studies for the detection of tissue glycoconjugates. Among their applications are the identification of membrane receptors and the detection of neoplastic characteristic structures. Frutalin, an -D-galactose-binding lectin from Artocarpus incise seeds, has already been used in the hystochemical detection of thyreoid and breast neoplasia. In this work was made a study of the cloning and expression of the frutalin gene in Escherichia coli Origami (DE3) cells and was determined the three-dimensional structure of this protein through homology modeling. The frutalin gene cloning was accomplished from the product on RT-PCR with seeds in distinct stages of development of the Artocarpus incisa fruits. Twelve clones were obtained, from which five were sequenced. The frutalin gene was expressed in E. coli using the pET15b expression vector. A recombinant lectin (rFrutalin) was expressed by growing the bacteria in the presence of isopropyl -D-thiogalactopyranoside 1mM. All the recombinant lectin was found in an insoluble aggregated form as inclusion bodies. The recombinant lectin had a higher molecular mass (19,2 kDa) than the native lectin (15 kDa) as estimated by SDS-PAGE and Western blot analyses, showing that the recombinant single chain Frutalin is not processed in E. coli cells. The models generated for the clones obtained indicate that the mutations do not change the molecules active sites. Mutations in the clones obtained suggest the occurrence of isoforms of this protein. / As lectinas constituem ferramentas biotecnológicas de fundamental importância em estudos histoquímicos e citoquímicos para a detecção de glicoconjugados nos tecidos. Entre estas aplicações, destacam-se a identificação de receptores de membrana e a detecção de estruturas características de neoplasias. A Frutalina, uma lectina -D-galactose-ligante encontrada em sementes de Artocarpus incisa, já foi utilizada na detecção histoquímica de lesões malignas de mama e tireóide. No presente trabalho foi realizada a clonagem e expressão do gene da frutalina em células de Escherichia coli Origami (DE3) e foi determinada a estrutura tridimensional dessa proteína através da modelagem por homologia. A clonagem do gene da frutalina foi realizada a partir do produto amplificado da RT-PCR de sementes em diferentes estágios de maturação dos frutos de A. incisa. Foram obtidos 12 clones, dos quais 5 foram seqüenciados. A lectina recombinante foi expressa como cadeia única, formada pela cadeia beta com 20 resíduos, ligada a um peptídeo de ligação com quatro resíduos, e a cadeia alfa com 133 resíduos. A expressão da lectina foi indicada pelo aparecimento de uma banda protéica com massa molecular aparente de 19,2 kDa, superior a da lectina nativa (15 kDa), após a indução com IPTG 1mM. A lectina recombinante foi mantida exclusivamente em corpos de inclusão e foi reconhecida imunologicamente por anticorpos policlonais anti-Frutalina. Os modelos gerados para os clones obtidos indicam que as mutações ocorridas não alteram os sítios de ligação a carboidratos das moléculas. As mutações nos clones obtidos sugerem a ocorrência de isoformas dessa proteína.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Sustentável, 2018. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-05-17T16:53:42Z No. of bitstreams: 1 2018_SheilaNaraBorgesdaSilva.pdf: 1443727 bytes, checksum: 945b24673cb24a4a608435aff547aa9e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-21T15:21:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_SheilaNaraBorgesdaSilva.pdf: 1443727 bytes, checksum: 945b24673cb24a4a608435aff547aa9e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T15:21:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_SheilaNaraBorgesdaSilva.pdf: 1443727 bytes, checksum: 945b24673cb24a4a608435aff547aa9e (MD5) Previous issue date: 2018-05-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / As infecções causadas por microrganismos Gram-negativos são crescentes e preocupantes. Neste contexto, os peptídeos antimicrobianos (PAMs) representam uma classe de moléculas com potencial para atuar como agentes de controle microbiano, pois podem apresentar diferentes atividades funcionais no controle de infecções. A utilização desses compostos associados a diferentes estratégias terapêuticas, como a sua incorporação em sistemas de liberação controlada, pode ser um caminho viável na busca de novos agentes antimicrobianos. No presente trabalho foi realizada a produção heteróloga em sistema procarioto utilizando vetor de expressão pET25b+ modificado de dois peptídeos: Synoeca-MP e Mastoparano-MO, em diferentes construções - com sítio de clivagem e sem este sítio, fusionados a duzentas repetições da sequência codificadora da elastin-like polypeptide (ELP). Após a expressão heteróloga e produção de quatro litros de cada uma das construções, o material foi purificado por histerese térmica, em ciclos a 37ºC e a 4ºC. Seguido desse processo, foi realizada a clivagem da tag de ELP, confirmada por MALDI TOF. Os peptídeos produzidos heterologamente e aqueles produzidos quimicamente, foram avaliados quanto a sua atividade contra uma cepa resistente de K. peneumoniae (KPC1410503). Os testes apresentaram MIC de 80µM com Synoeca-MP-DP, comparado a 40 µM do mesmo peptídeo sintético, enquanto os Mastoparanos, tanto o biossintetizado quanto o sintético não apresentaram resultados de inibição microbiana in vitro. / Infections caused by Gram-negative microorganisms are increasing and worrying. In this context, antimicrobial peptides (AMPs) represent a class of molecules with potential to act as microbial control agents, once they can show many different functional activities and act in infections control. The use of these compounds associated with different therapeutic strategies, such as their incorporation in controlled release systems, may be a viable path in the search for new antimicrobial agents. In the present work the heterologous production was carried out in a prokaryotic system using the modified pET25b+ expression vector. Two peptides: Synoeca-MP and Mastoparano-MO, in different constructions - with the cleavage site and without this site, fused to two hundred replicates of the elastin-like polypeptide (ELP) coding sequence. After the heterologous expression and production of four liters of each construction, the samples were purified by thermic hysteresis, in different cycles of 37ºC and 4ºC. After this procedure, the cleavage of the tag of ELP was performed and confirmed by MALDI TOF. Biosynthesized and synthetically produced peptides were tested their activity against a resistant strain of K. peneumoniae (KPC1410503). The tests showed MIC of 80 μM with Synoeca-MP-DP, compared to 40 μM of the same synthetic peptide, while the biosynthesized and synthetic mastoparans presented no results of microbial inhibition in vitro.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-12T12:09:07Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Cássia Regina Albuquerque da Cunha.pdf: 1617015 bytes, checksum: 6bd9e10a177e09637441735c3aef1548 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T12:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Cássia Regina Albuquerque da Cunha.pdf: 1617015 bytes, checksum: 6bd9e10a177e09637441735c3aef1548 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / Apesar do avanço no tratamento e métodos de prevenção, algumas doenças ainda continuam a ser um desafio para a ciência, como o câncer. Algumas moléculas de origem natural, têm sido estudadas como candidatas a fármacos anticancerígenos, como as lectinas de plantas a exemplo Cramoll 1,4. Uma nova lectina recombinante (rCramoll) foi sintetizada pela técnica de expressão heteróloga que visa evitar as interferências sazonais nos produtos purificados bem como acentuar seu grau de pureza. Contudo, a utilização de proteínas para terapia do câncer esbarra em algumas dificuldades como a possível degradação pelos fluidos biológicos, rápida eliminação da corrente sanguínea, distribuição em tecidos ou órgãos não desejados e necessidade de doses frequentes para se manter o nível terapêutico. Com o propósito de superar essas dificuldades, sistemas de liberação controlada de fármacos, tais como lipossomas, têm sido desenvolvidos como veículos para o carreamento de proteínas. Sendo assim, rCramoll foi avaliada quanto ao seu potencial antitumoral livre e encapsulada em lipossomas furtivos. Testes para avaliar a estabilidade desta lectina frente a condições de estresses, tais como agitação mecânica e sonicação revelaram que, assim como a proteína nativa da planta (Cramoll 1,4), rCramoll não diminuiu a sua capacidade de hemaglutinação até 250s de sonicação e 24 horas de agitação mecânica. Quando submetida a ciclos de congelamento em nitrogênio líquido (-196 °C) e descongelamento em banho-maria (35 °C) ela também não alterou a sua atividade hemaglutinante até 2 ciclos. Formulações lipossomais pelo método de congelamento e descongelamento foram elaboradas e mostraram um tamanho de partícula de 190,0 ± 0,5 nm, que estavam dentro da faixa adequada para o estudo in vivo e índice de polidispersão de 0,266 ± 0,002, sugerindo que as amostras eram monodispersas. Por esta técnica foi possível encapsular cerca de 60% da proteína. A atividade antitumoral in vivo revelou que rCramoll livre inibiu o crescimento do tumor em 68% e quando encapsulada em lipossomas furtivos essa inibição aumentou para 80%. Análises bioquímicas e histopatológicas revelaram que a lectina livre ou encapsulada não foi nefrotóxica. A avaliação do nível da enzima glutationa peroxidase não mostrou alteração após o tratamento com a lectina livre ou encapsulada. Sendo assim, esse estudo revelou que a expressão heteróloga proporcionou uma lectina mais pura sem intereferências sazonais com potencial antitumoral que pode ser intensificado ao ser encapsulada em lipossomas furtivos para futuras aplicações na terapia do câncer.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-29T20:51:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Paula Ferreira Campos.pdf: 2091702 bytes, checksum: 206e041438756822063cb0f534cef65e (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-10T19:33:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Paula Ferreira Campos.pdf: 2091702 bytes, checksum: 206e041438756822063cb0f534cef65e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T19:33:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Paula Ferreira Campos.pdf: 2091702 bytes, checksum: 206e041438756822063cb0f534cef65e (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / CAPES / Os papilomavírus incluem vírus de DNA circular, geralmente envolvidos em lesões benignas do epitélio e mucosas. No entanto, alguns papilomavírus apresentam potencial oncogênico levando ao desenvolvimento de doenças como a papilomatose bovina. Atualmente, é sabido que a proteína L2 que compõe a estrutura do capsídeo, e alguns de seus epítopos são capazes de induzir a produção de anticorpos neutralizantes. Além disso, a oncoproteína E5 é responsável pelo crescimento e transformação celular, sendo o principal gene de transformação em bovinos. Entretanto, não existe disponível vacina comercial eficaz contra a infecção pelo BPV. Dessa forma, o presente trabalho consiste na construção de candidatos vacinais por meio de vacina de DNA contra a infecção por BPV. Para tal, tivemos como objetivo específico a construção de vetores vacinais a partir do plasmídeo pCI-neo e avaliamos in vitro a expressão dos respectivos antígenos em células de mamíferos. Os genes escolhidos para o estudo, L2 selvagem e o seu epítopo contido entre os aminoácidos 11 a 200, além do oncogene E5 selvagem, foram amplificados por PCR, clonados individualmente no vetor plasmidial pGEM-T easy e propagados em Escherichia coli (linhagem DH5α). Em seguida, os genes de trabalho foram previamente digeridos e subclonados no vetor pCI-neo para expressão em células de mamífero, incluindo o gene E5 sintético códon otimizado. Ambas as sequências foram avaliadas por digestão enzimática e por sequenciamento. A avaliação da funcionalidade das construções foi realizada pela expressão das mesmas em cultura de células embrionárias do Rim Humano (HEK-293 - Human embrionic kidney cell) seguida por análise da expressão gênica via RT-PCR e dos extratos proteicos por SDS-PAGE e Western-Blot. Os resultados obtidos apresentaram a expressão dos genes L2ʷᵗ, L2¹¹⁻²⁰⁰ e E5ᵒᵗⁱᵐⁱᶻᵃᵈᵒ confirmada por RT-PCR. No entanto, a produção das respectivas proteica não foi detectada pela análise via immunoblotting, demonstrando que melhorias no protocolo são necessárias. / Papillomaviruses are circular DNA viruses, generally involved in benign lesions of the epithelium and mucous membranes. However, some papillomaviruses present oncogenic potential leading to the development of diseases such as bovine papillomatosis. Currently, it is known that the viral capsid L2 protein and some of its epitopes are capable of inducing the production of neutralizing antibodies. In addition, the E5 oncoprotein is responsible for cell growth and transformation, being the main transformation gene in cattle. However, no effective commercial vaccine against BPV infection is available. Thus, the present work consists of the construction of vaccine candidates by means of DNA vaccine against BPV infection. For this propose, we specifically aimed to construct vaccine vectors from the plasmid pCI-neo and evaluated the expression of the respective antigens in vitro in mammalian cells. The genes chosen for the study, the entire L2 sequence and its epitope contained between the amino acids 11 to 200 and the wild-type E5 oncogene, were amplified by PCR, individually cloned into the pGEM-T easy vector and propagated in Escherichia coli (strain DH5α). Then, the working genes were pre-digested and subcloned into the pCI-neo vector for expression in mammalian cells, including the synthetic codon optimized E5 gene. Both sequences were evaluated by enzymatic digestion and sequencing. The evaluation of the functionality of the constructs was performed by gene expression in Human Kidney embryo cell (HEK-293) followed by analysis of the gene transcription via RT-PCR and of protein extract via SDS-PAGE and Western Blot. The results obtained showed the expression of the genes L2ʷᵗ, L2¹¹⁻²⁰⁰ and E5ᵒᵖᵗⁱᵐⁱᶻᵉᵈ confirmed by RT-PCR. However, production of the respective proteins was not detected by immunoblotting analysis, demonstrating that improvements in the protocol are required.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6206_1.pdf: 2700428 bytes, checksum: 581fcbaef95d2557078dfd0fe0d933dc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Os papilomavírus humanos infectam o tecido epitelial mucoso ou cutâneo provocando o aparecimento de verrugas ou papilomas benignos que podem regredir ou evoluir para lesões malignas. A infecção por HPV é a doença sexualmente transmissível mais freqüente do mundo e está relacionada com a etiologia de certos tipos de cânceres, principalmente os anogenitais. O câncer cervical é o segundo mais freqüente entre as mulheres do mundo e o HPV-16 é o tipo mais encontrado, presente em 60% dos casos. Estudos para o combate da infecção mostram que as vacinas baseadas em Virus-Like Particles (VLPs), formadas a partir das proteínas capsidiais L1/L2 ou L1, induzem à produção de anticorpos neutralizantes que conferem proteção contra o mesmo tipo viral. A imunidade humoral é direcionada contra os epítopos conformacionais da proteína L1 que compõe 90% da estrutura capsidial. As VLPs são obtidas através da expressão dos genes capsidiais em sistema de expressão heterólogo e processos de purificação. A levedura Pichia pastoris é um sistema de expressão, eficiente e de baixo custo para a produção de altos níveis de proteínas, além de apresentar vantagens em relação a outros sistemas. Neste trabalho foi proposta a expressão do gene L1 de HPV-16 em células da levedura P. pastoris, como base de uma estratégia vacinal para o controle do câncer de colo de útero. O gene L1 de HPV-16 foi clonado em vetor de expressão pPICZA e a construção pPICZL1H16 foi integrada no genoma de Pichia. A transcrição do gene L1 foi confirmada por meio de RT-PCR e a expressão da proteína, por imunodetecção em Dot Blot. A obtenção dos clones de P.pastoris que expressam a proteína L1 de HPV-16, permitirá o desenvolvimento de mais uma estratégia vacinal baseada em VLPs

Esse trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de uma cepa transformante de Aspergilus nidulans para produção de uma lipase de Beauveria bassiana (denominada Bbl1) por meio do vetor pExpyr, utilizando xarope de milho como fonte de carbono indutora. Para isso utilizou-se o gene sob referência XP_008602131.1 (denominado bbl1) do NCBI que foi introduzido em vetores de pGEM-T, para multiplicação, e no pExpyr, para expressão. Foi feita a modelagem molecular dessa enzima, revelando cavidades hidrofóbicas para interação com substrato, e a \"tampa\", considerada característica comum das lipases \"verdadeiras\". A produção de Bbl1 em cultivos contendo maltose foi aproximadamente o dobro em relação à cepa selvagem B. bassiana. Posteriormente, com o intuito de melhorar a produção e baratear os custos de fermentação desta cepa, a maltose e o tampão HEPES (insumos caros e utilizados em escala laboratorial, porém inviáveis em padrão industrial) foram substituídos respectivamente por xarope de milho e tampão fosfato de sódio; o resultado foi a obtenção de quase 40 U.mL-1 de atividade de lipases em Erlenmeyer de 125 mL, quadruplicando a produção em relação a cepa selvagem. A Bbl1 foi purificada em colunas de Octyl-Sepharose e DEAE-celulose. Essa enzima demonstrou-se estável em solução com 0,5% de tween-20 e tween-80, e hiper-ativada na presença destes dois detergentes e de Triton X-100. Além disso, os ácidos oleico e linoleico demonstraram-se como inibidores análogos a não-competitivos. O estudo de imobilização revelou que o suporte de Octyl-Sepharose é o mais ideal para ativação de Bbl1, sendo que a atividade relativa da mesma foi cerca de 123%, em relação a mesma enzima em solução aquosa. Quanto à estabilidade térmica e ao pH, a imobilização promoveu um ganho de estabilidade nas temperaturas de 30°C até 60°C nos derivados de Octyl, Phenyl, Butyl, DEAE-celulose, MANAE e PEI, e na faixa de pH de 3 até 9 nesses mesmos suportes estudados, em comparação à enzima em solução. Por meio de estudos cinéticos, observou-se que a velocidade máxima de Bbl1 imobilizada em Octyl foi 2,39 vezes maior e o respectivo valor de K0,5, 2,7 vezes menor em relação à Bbl1 livre. O padrão de inibição pelos ácidos oleico e linoleico sofreu alteração em Bbl1 imobilizada, sendo dependente da concentração destes inibidores. Os produtos hidrólise dos óleos de açaí e buriti foram fracionados em fases polares e apolares e aplicados em culturas de monocamada de linhagens celulares de glioblastoma LN-18. Observou-se os produtos de hidrólise do óleo de buriti provocaram redução na viabilidade respiratório das células de glioblastoma até 120 horas de exposição, enquanto que nos cultivos de células de fibroblasto observou-se um \"ganho\" de viabilidade neste mesmo período de cultivo. Por fim, esse trabalho permitiu a gratificação em obter uma cepa de A. nidulans transformante para expressão de lipase - uma enzima comercialmente onerosa e com poucos trabalhos envolvendo sua produção de forma heteróloga. Além disso, tornou-se a utilização destas enzimas na hidrólise de óleos brasileiros como um potencial agente à obtenção de insumos para o tratamento de glioblastoma. / The objective of this work was to obtain and characterize a transforming strain of Aspergilus nidulans to produce a Beauveria bassiana lipase (called Bbl1) using the pExpyr vector, having corn syrup as inducing carbon source. For this purpose, the NCBI reference gene XP_008602131.1 (designated bbl1) was used, which was introduced into pGEM-T vectors for storage, and pExpyr for expression. The molecular modeling of this enzyme was performed, revealing hydrophobic cavities for the interaction with substrate, and the \"lid\", considered a common characteristic of \"true\" lipases. Production of Bbl1 in cultures containing maltose was approximately double that of B. bassiana wild strain. Later, in order to improve the production and to reduce the costs of fermentation of this strain, maltose and HEPES buffer (expensive and laboratory-grade inputs, however, not viable in an industrial standard) were replaced by corn syrup and sodium phosphate buffer; the result was the obtaining of almost 40 U.mL-1 of lipase activity in Erlenmeyer of 125 mL, quadrupling the production in relation to the wild strain. Bbl1 was purified on Octyl-Sepharose and DEAE-cellulose columns. This enzyme showed to be stable in solution with 0.5% tween-20 and tween-80, and hyperactivated in the presence of these two detergents and Triton X-100. In addition, oleic and linoleic acids have shown to be non-competitive analogues. The immobilization study revealed that Octyl-Sepharose support is the most ideal for the activation of Bbl1, and the relative enzymatic activity was about 123% in relation to the same non-immobilized enzyme. As for thermal stability and pH, immobilization promoted a stability gain at temperatures of 30 ° C to 60 ° C in the Octyl, Phenyl, Butyl, DEAEcellulose, MANAE and PEI derivatives, and in the pH range of 3 up to 9 in these same supports, compared to the enzyme in solution. By means of kinetic studies, it was observed that the maximum rate of Bbl1 immobilized on Octyl was 2.39 higher and the respective value of K0.5, 2.7 lower than the free Bbl1. The inhibition pattern for oleic and linoleic acids was altered in immobilized Bbl1, being dependent on the concentration of these inhibitors. The hydrolysis products of açai and buriti oils were fractionated in polar and nonpolar phases and applied to monolayer cultures of LN-18 glioblastoma cell lines. It was observed that the buriti oil hydrolysis products were able to cause a reduction in the respiratory viability of glioblastoma cells up to 120 hours of exposure, whereas in the fibroblast cell cultures a viability \"gain\" was observed in the same culture period. Finally, this work allowed the gratification in obtaining a strain of transforming A. nidulans for lipase expression - a commercially expensive enzyme with few studies involving its production in a heterologous way. In addition, the use of these enzymes in the hydrolysis of Brazilian oils has become a potential agent to obtain inputs for the treatment of glioblastoma.

Celulases têm atraído muito interesse nos últimos anos devido a sua habilidade na bioconversão de material lignocelulolítico em glucose, a qual pode, então, ser convertida a etanol por fermentação. O complexo celulolítico capaz de degradar a celulose consiste de várias enzimas (principalmente celulases e β-glucosidases) e proteínas auxiliadoras, que atuam em sinergismo para eficientemente hidrolizar a biomassa. Nesse estudo, investigou-se a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado utilizando enzimas produzidas por T. harzianum e enzima comerial. O rendimento de hidrólise foi avaliado quanto a diferentes níveis de deslignificação de biomassa, graus de cristalinidade da celulose, composição dos coquetéis enzimáticos e adição de BSA. Estudos de difração de raios-X mostraram que a cristalinidade da lignocelulose não é um fator determinante na recalcitrância ao ataque enzimático. Além disso, a adição de BSA não teve qualquer efeito no rendimento da hidrólise. O mais eficiente coquetel enzimático foi obtido misturando o preparado comercial com o produzido pelo T. harzianum (rendimento acima de 97%). Esse desempenho está, provavelmente, relacionado com níveis adequados de β-glucosidases e xilanases no coquetel. Devido a essa eficiente atividade celulolítica, o fungo T. harzianum tem um grande potencial em aplicação para hidrólise de biomassa. A celobiohidrolase I, uma exoglucanase, é a principal enzima secretada por esse fungo (cerca de 60% do total) e nesse estudo ela foi expressa em bioreator, purificada por cromatografia de troca iônica seguida de gel filtração e caracterizada bioquímica, biofísica e estruturalmente. Conforme confirmado por SAXS, tanto a CBHI inteira quanto seu domínio catalítico, obtido por digestão parcial com papaína, são monoméricos em solução e apresentam distância máxima (DMax) de 110 e 60 Å, e raio de giro (Rg) de 20 e 27 Å, respectivamente. Os resultados indicam que o linker é flexível em solução e confirmam o formato de girino da enzima. A CBHI possui atividade máxima em pH 5.0 e temperatura de 50 °C, com atividade específica contra Avicel &reg e pNPC de 0,28 and 1,53 U/mg, respectivamente. Outras celulases de interesse foram também expressas para caracterização, no entanto, para essas, foi utilizado o sistema de expressão heteróloga em Aspergillus Níger ou Pichia pastoris. O domínio catalítico da endoglucanase I de T. harzianum foi expresso em A. Níger. A proteína tem atividade específica contra CMC de 15,8 U/mg e pH e temperatura ótima de 3 e 50 °C, respectivamente. A proteína é estável nessas condições em até 3 dias de incubação (dados de ensaios de atividade residual). Estudos biofísicos de deslocamento térmico e dicroísmo circular apresentaram alguns parâmetros de estabilidade de estrutura terciária e secundária, respectivamente. A proteína perde estrutura terciária regular, em pH 5, em torno de 30 °C mas sua estrutura secundária é desordenada somente em pH 9 (quando a 25 °C). Experimentos de dicroísmo circular também indicaram a composição de estrutura secundária do domínio catalítico da EGLI de 6% de α-hélice e 42% de folhas- β. / Cellulases have attracted an outstanding interest in the recent years because of its ability in the bioconversion of cellulose-containing raw materials into glucose, which can then be converted into ethanol by fermentation. The cellulase complex able to degrade cellulose consists of several enzymes (mainly cellulases and β-glucosidases) and auxiliary proteins, which act in synergism to efficiently solubilize the biomass. In this study, we investigated the enzymatic hydrolysis of pretreated sugarcane bagasse using crude enzyme extracts produced by Trichoderma harzianum as well as from the extract in combination with a commercial cocktail. The influence of different levels of biomass delignification, degree of crystallinity of lignicellulose, composition of enzymatic activities and BSA on enzymatic hydrolysis yields was evaluated. Our X-ray diffraction studies showed that crystallinity of lignocellulose is not a key determinant of its recalcitrance toward enzymatic hydrolysis. In fact, under the experimental conditions, an increase in crystallinity of lignocellulosic samples resulted in increased glucose release by enzymatic hydrolysis. Furthermore, under the same conditions, the addition of BSA had no significant effect on enzymatic hydrolysis. The most efficient enzyme blends were obtained by mixing a commercial enzymatic cocktail with T. harzianum cellulase preparations (above 97%). Increased hydrolytic efficiencies appeared to correlate with having an adequate level of both β-glucosidase and xylanase activities in the blends. Due to its elevated cellulolytic activity, the filamentous fungus T. harzianum has a considerable potential in biomass hydrolysis applications. The cellobiohydrolase I, an exoglucanase, is the main enzyme secreted by this fungus (about 60% of total) and in this study we have expressed, purified and performed an initial biochemical, biophysical and structural characterization. As confirmed by small angle X-ray scattering (SAXS) both full-length CBHI and its catalytic core domain (CCD), obtained by partial digestion with papain, are monomeric in solution and they have Dmax of 110 and 60 Å, and Rg of 20 and 27 Å, respectively. The results indicate that the linker is flexible in solution and confirmed the tadpole shape of the enzyme. CBHI displays maximum activity at pH 5.0 and temperature of 50 °C, with specific activities against Avicel &reg and pNPC of 0,28 and 1.53 U/mg, respectively. Other celulases were also expressed, however, for them we have used the heterologous expression system in Aspergillus niger and Pichia pastoris. The catalytic domain of endoglucanase I from T. harzianum was expressed in A. niger and partially characterized. The protein has specific activity against CMC of 15.8 U/mg and optimum pH and temperature of 3 and 50 °C, respectively. The protein is stable in these conditions until 3 days of incubation. Biophysical studies of termal shift and circular dichroism (CD) assays have showed some parameters of stability of tertiary and secondary structure of the protein. It loses regulary terciary structure in pH 5 around 30 °C but the secondary structure is desordened only in pH 9 at 25 °C. CD experiments also indicated the secondary structure compsition of the catalytic domain of EGLI: 6% de α-helices and 42% de β-sheet.

Nos últimos anos a incidência do câncer tem crescido significativamente mundialmente, porém, as técnicas atualmente empregadas para a detecção da doença não são individualmente conclusivas, além de serem extremamente invasivas e não permitirem seu diagnóstico precoce, o que justifica o desenvolvimento de novas tecnologias alternativas para a detecção do câncer. Células cancerígenas possuem receptores específicos de alta afinidade com folato e por serem altamente replicativas, são extremamente dependentes do suprimento de folato reduzido. Os alfa-receptores de folato (FR α) são proteínas com propriedades bioquímicas específicas as quais podem ser exploradas pela estratégia de marcação para detecção e tratamento do câncer (biomarcadores). Com raras exceções, são induzidos seletivamente em tecidos cancerígenos e raramente expressos em células normais, mostrando-se, assim, altamente seletivos e específicos. Sendo assim, neste projeto objetivou-se a expressão e a purificação dos FR α, além da sua imobilização em microssistema para estudos subsequentes em biossensores. Foram promovidos testes de expressão da proteína heteróloga (rFR α) em E. coli em diferentes linhagens, temperaturas e tempos de indução da expressão sendo observada a expressão da proteína recombinante de forma insolúvel. Paralelamente foram promovidos testes de expressão da proteína rFR α em P. pastoris, os quais não se mostraram eficientes, uma vez que não foi possível a detecção da proteína em estudo. Como alternativa, uma nova construção, em fusão com a proteína Trigger fator (TF) de E. coli, uma chaperona molecular de alta solubilidade, foi testada. Através de análises por SDS-PAGE, Western Blot, OFFGEL e espectrometria de massas, foi possível comprovar a produção da proteína recombinante TFFRα. Ainda, a proteína foi imobilizada em lipossomos, o que proporcionou o desenvolvimento de um padrão analítico que poderá ser utilizado em estudos subsequentes com biossensores de FR α. Este estudo será útil para o desenvolvimento de drogas visando a inativação desta proteína, como os anti-folatos, que são hoje os agentes anti-neoplásicos mais investigados, e possibilitará a caracterização bioanalítica da proteína FR α recombinante (rFR α) bem como o desenvolvimento de novos biossensores. / In recent years the incidence of cancer has grown significantly globally. Even though, the techniques currently employed for the detection of cancer are not individually conclusive due to the subjectivity of the analysis, inherently invasive, and are unable to provide early diagnosis. Therefore, the development of new technologies for cancer detection and prognostic are justified. Cancer cells have specific receptors with high affinity towards folate and are highly replicative. Alpha folate receptor (FR α) are extracellular proteins with specific biochemical properties since, with rare exceptions, are induced selectively in cancerous tissues and rarely expressed in normal cells, being highly sensitive and specific. In this work we produced FR α heterologously and we immobilized it on a microsystem mimicking a cancer cell that will become an analytical standard for studies with biosensors. Firstly, we produced rFR α in different E. coli strains, exploring variation of temperature and induction times, in which we observed the expression of insoluble protein. We also tried the expression in P. pastoris system, which was not efficient as well. Alternatively, we cloned FOLR1 gene in a special vector that enables the expression of FR α fusioned with the Trigger fator from E. coli, a highly soluble molecular chaperone. Using SDS-PAGE, Western Blot, OFFGEL and mass espectrometry we observed the production of soluble TFFR α. The recombinant protein was immobilized in liposomes, producing an analytical standard for studies with FR α-based biosensors. Our findings open research possibility in drug development, like anti-folates, besides the development of new biosensors.

Este estudo descreve um novo método para a produção da Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático de coelho em levedura utilizando um vetor de expressão regulado por choque térmico. Após solubilização das membranas de levedura com lisofosfatidilcolina, a introdução de um \"tag\" de 6 histidinas na extremidade amino-terminal da Ca2+-ATPase permitiu a sua purificação por cromatografia de afinidade utilizando uma resina carregada com níquel. Utilizando essa estratégia, foi possível obter frações enriquecidas em até 75% de Ca2+-ATPase recombinante, algo não descrito ainda na literatura. A 6xHis Ca2+-ATPase solubilizada em LPC e purificada em coluna de níquel se mantém estável desde que seja introduzido DOPC juntamente com o detergente nas etapas de lavagem e eluição. Nessas condições, a enzima purificada possui elevada atividade ATPásica cálcio-dependente (1.5-2.0 µmol/mg proteína.min) durante vários minutos de reação. A titulação da atividade ATPásica em função do cálcio livre demonstrou que a 6xHis Ca2+-ATPase purificada possui alta afinidade para o íon (K0.5= 0.15 µlM) e manteve uma forte cooperatividade na ativação por cálcio (nH = 2.07). A quantidade e o grau de pureza obtidos são suficientes para permitir a caracterização bioquímica e espectroscópica de mutantes pontuais da Ca2+-ATPase já construídos e expressos em levedura. A conversão da energia presente em ligações químicas em gradiente eletroquímico é um tema central da bioenergética. Espera-se que o estudo dos mutantes pontuais de triptofano da Ca2+-ATPase gerados nesse trabalho contribua para uma melhor compreensão do mecanismo de acoplamento entre a hidrólise de ATP e o transporte vetorial de íons nesse modêlo de estudo de proteínas de transporte. / We describe in this work a new method for the production of SERCA-l Ca2+-ATPase in yeast using a heat-shock regulated expression vector. Following solubilization of yeast membranes with lysophospholipids, the presence of an hexahistidine tag introduced at the Nterminal end of the Ca2+-ATPase allowed its purification by metal chelating affinity chromatography using a nickel-NTA resin. Using this procedure highly enriched ftactions (75% oftotal protein in the ftaction) of yeast-expressed rabbit Ca2+-ATPase were obtained. Detergent-solubilized 6xHis-Ca2+-ATPase retained highly active (1.5 - 2 µmol/mg protein .min) calcium-dependent, vanadate inhibitable ATPase activity as determined by 32P-γ-ATP hydrolysis. Titration of ATPase activity as a function of ftee calcium revealed high Ca2+ affinity (K0.5 =~ 0.15 µM) and the persistence of a strong cooperative pattem of calcium activation (Hill number of 2.07). The yield and purity of 6xHis Ca2+-ATPase fractions produced with this method allows the biochemical and spectroscopic characterization of Ca2+-ATPase mutants produced in the course of this work. Conversion of the energy present in chemical bonds to electrochemical gradient is a central theme of bioenergetics. It is hoped that the study of the Ca2+-ATPase tryptophan mutants generated in this work will contribute to a better understanding of the coupling mechanism between ATP hydrolysis and the vectorial transport of ions across membranes that occur in this model system.

As CDKs 9 e 11 fazem parte da subfamília de CDKs transcricionais, e portanto desempenham papéis de controle na dinâmica atividade de síntese e processamento do RNA mensageiro pela RNA Polimerase II. Devido à sua capacidade de modular individualmente a atividade dos complexos de transcrição da RNAP II, estas quinases assumem uma grande importância para a regulação da expressão gênica em células eucarióticas. Casos de desregulação da atividade de CDKs transcricionais têm sido frequentemente relacionados a diversas patologias humanas graves, incluindo vários tipos de câncer e também a AIDS (em razão do papel essencial desempenhado pela CDK9 na replicação do HIV. O objetivo deste trabalho é a obtenção das CDKs humanas 9 e 11 através da expressão heteróloga em Escherichia coli, buscando o aperfeiçoamento de métodos para produzir estas enzimas em quantidade e pureza suficientes para aplicação em estudos estruturais. A utilização de um sistema bacteriano oferece muitas vantagens práticas, como a simplicidade da técnica, baixo custo, altos níveis de expressão, e elevado rendimento na purificação do produto. No entanto, a obtenção de quinases humanas ativas a partir de E. coli sempre representou um desafio experimental, devido aos problemas comumente associados à expressão heteróloga. Os resultados apresentados aqui demonstram a possibilidade de se obter a CDK9 humana enzimaticamente ativa pelo reenovelamento in vitro da proteína expressa pela bactéria na forma de corpos de inclusão, após etapas de solubilização e purificação em condições desnaturantes. Por outro lado, a CDK11 humana só pôde ser obtida em uma versão encurtada, consistindo apenas no seu domínio quinase, devido à forte inibição que um trecho N-terminal da sequência mostrou exercer sobre a expressão da proteína. Assim, este trabalho fornece exemplos de como é possível superar algumas das adversidades comuns da expressão heteróloga a fim de se obter CDKs humanas ativas empregando o sistema bacteriano. / CDK9 and CDK11 are members of the subfamily of transcriptional CDKs and therefore play central roles in the control of the dynamic activity of messenger RNA synthesis and processing by RNA polymerase II. Because of their ability to individually modulate the activity of RNAP II transcription complexes, these kinases are of great importance for the regulation of gene expression in eukaryotic cells. Several cases of deregulation of the transcriptional CDKs have been linked to important human diseases, including various types of cancer and also AIDS (due to the essential role of CDK9 in HIV replication). The objective of this work is to obtain human CDK9 and CDK11 heterologously expressed in Escherichia coli, seeking improved methods to produce these enzymes in quantity and purity suitable for structural studies. A bacterial system offers many practical advantages to protein production, such as technical simplicity, low costs, high levels of expression and high purification yield. However, it has always been an experimental challenge to obtain active human kinases from E. coli, because of the problems commonly associated with heterologous expression. The results presented here demonstrate the possibility of obtaining the enzymatically active human CDK9 by in vitro refolding of the protein expressed as bacterial inclusion bodies, after its solubilization and purification under denaturing conditions. Human CDK11, on the other hand, could only be obtained in a shortened form consisting just of its kinase domain, due to the strong inhibition that an N-terminal stretch exerts on the protein\'s own expression. Therefore, this work provides examples of how it is possible to overcome some of the common adversities of heterologous expression in order to obtain active human CDKs through the bacterial system.