A família das galectinas compreende um grupo de lectinas cujos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRDs) possuem afinidade específica para ß-galactosídeos. Estas se encontram amplamente distribuídas em células normais e neoplásicas de diferentes organismos e estão envolvidas em uma grande diversidade de mecanismos celulares. As galectinas têm sido foco de estudos recentes, principalmente pelo seu envolvimento em processos inflamatórios e neoplásicos, entretanto, muitas perguntas sobre as interações com diferentes carboidratos, a especificidade destas interações e o papel específico das galectinas em inflamação, adesão celular, progressão tumoral e metástase permanecem ainda sem resposta. O presente projeto focou os estudos estruturais dos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRDs) da galectina-4 humana (HGal-4). Nosso trabalho envolveu a clonagem, expressão, purificação dos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRD-I e CRD-II) de forma independente. O domínio CRD-I da HGal-4 foi cristalizado e sua estrutura determinada por técnicas de cristalografia de raios-X a 2 Å de resolução. A estrutura cristalográfica do domínio CRD-I da galectina-4 humana possue duas folhas- compostas de seis fitas (S1- S6) e cinco fitas (F1-F6) enoveladas na forma de um -sanduiche. Uma comparação estrutural entre membros da classe das galectinas mostra que este enovelamento global dos CRDs é conservado e que e a diferença em especificidade pelos carboidratos observado pelas diferentes galectinas é consequência de mutações pontuais de aminoácidos. Os resultados obtidos no desenvolvimento do presente projeto serão utilizados como uma ferramenta importante para o entendimento de processos celulares que envolvem a galectina-4 humana, como inflamação, progressão celular e metástase, e conseqüentemente, contribuir para o planejamento de novas estratégias de diagnóstico e tratamento de neoplasias. / The galectin family comprises a group of lectins where the carbohydrate-recognition domains (CRDs) display specific affinity for ß-galactosides. They are widely distributed in normal and neoplasic cells of different organisms and are involved in a great diversity of cellular mechanisms. The galectins have been focus of recent studies, mainly for their involvement in inflammatory and neoplasic processes, however, many questions about the interactions with different carbohydrates, the specificity of these interactions and the specific role of the galectins in inflammation, cell adhesion, tumor progression and metastasis remain unanswered.The present project focused the strctural studies of human galectin-4 (HGal-4) carbohydrate-recognition domains (CRDs). Our work involved the independent cloning, heterologous expression and purification of both carbohydrate-recognition domains (CRD-I and CRD-II). The HGal-4 CRD-I domain has been successfully crystallized and its structure solved by X-ray crystallography techniques at 2 Å resolution. The crystallographic structure of HGal-4 CRD-I domain comprises two -sheets containing six (S1- S6) and five strands (F1-F6) each packed as a -sandwich domain. A structural comparison among members of galectin class of proteins shows that this folding is highly conserved and that the difference in specificity for carbohydrate molecules is consequence of punctual aminoacid mutations. Our results will be used as an important tool towards a better understanding of cellular processes such as inflammation, cell progression and metastasis, and consequently, contribute for the development of new strategies for diagnosis and treatment of neoplasies.

A família das galectinas compreende um grupo de lectinas cujos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRDs) possuem afinidade específica para ß-galactosídeos. Estas se encontram amplamente distribuídas em células normais e neoplásicas de diferentes organismos e estão envolvidas em uma grande diversidade de mecanismos celulares. As galectinas têm sido foco de estudos recentes, principalmente pelo seu envolvimento em processos inflamatórios e neoplásicos, entretanto, muitas perguntas sobre as interações com diferentes carboidratos, a especificidade destas interações e o papel específico das galectinas em inflamação, adesão celular, progressão tumoral e metástase permanecem ainda sem resposta. O presente projeto focou os estudos estruturais dos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRDs) da galectina-4 humana (HGal-4). Nosso trabalho envolveu a clonagem, expressão, purificação dos domínios de reconhecimento de carboidratos (CRD-I e CRD-II) de forma independente. O domínio CRD-I da HGal-4 foi cristalizado e sua estrutura determinada por técnicas de cristalografia de raios-X a 2 Å de resolução. A estrutura cristalográfica do domínio CRD-I da galectina-4 humana possue duas folhas- compostas de seis fitas (S1- S6) e cinco fitas (F1-F6) enoveladas na forma de um -sanduiche. Uma comparação estrutural entre membros da classe das galectinas mostra que este enovelamento global dos CRDs é conservado e que e a diferença em especificidade pelos carboidratos observado pelas diferentes galectinas é consequência de mutações pontuais de aminoácidos. Os resultados obtidos no desenvolvimento do presente projeto serão utilizados como uma ferramenta importante para o entendimento de processos celulares que envolvem a galectina-4 humana, como inflamação, progressão celular e metástase, e conseqüentemente, contribuir para o planejamento de novas estratégias de diagnóstico e tratamento de neoplasias. / The galectin family comprises a group of lectins where the carbohydrate-recognition domains (CRDs) display specific affinity for ß-galactosides. They are widely distributed in normal and neoplasic cells of different organisms and are involved in a great diversity of cellular mechanisms. The galectins have been focus of recent studies, mainly for their involvement in inflammatory and neoplasic processes, however, many questions about the interactions with different carbohydrates, the specificity of these interactions and the specific role of the galectins in inflammation, cell adhesion, tumor progression and metastasis remain unanswered.The present project focused the strctural studies of human galectin-4 (HGal-4) carbohydrate-recognition domains (CRDs). Our work involved the independent cloning, heterologous expression and purification of both carbohydrate-recognition domains (CRD-I and CRD-II). The HGal-4 CRD-I domain has been successfully crystallized and its structure solved by X-ray crystallography techniques at 2 Å resolution. The crystallographic structure of HGal-4 CRD-I domain comprises two -sheets containing six (S1- S6) and five strands (F1-F6) each packed as a -sandwich domain. A structural comparison among members of galectin class of proteins shows that this folding is highly conserved and that the difference in specificity for carbohydrate molecules is consequence of punctual aminoacid mutations. Our results will be used as an important tool towards a better understanding of cellular processes such as inflammation, cell progression and metastasis, and consequently, contribute for the development of new strategies for diagnosis and treatment of neoplasies.