SILVA, Rodolpho Glauber Guedes. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica de um inibidor de tripsina da torta da mamona (Ricinus communis L.). 2012. 94 f. : Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-08T14:25:06Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:19:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:19:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) Previous issue date: 2012 / The castor bean (Ricinus communis L.) culture is of great socioeconomic importance because of its seeds, which are used mainly for production of oil that can be used for various industrial purposes. The oil extraction generates a by-product of high nutritional value known as the castor cake. However, the presence of toxic and allergenic compounds hinders the use of this residue to feeding source. Another way to add value to the castor cake would be to seek bioactive molecules that could have applications in agriculture and human health. This study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor of castor cake and, to test this in vitro activity against phytopathogenic fungi of agricultural importance and proteases from the midgut of Aedes aegypti. The trypsin inhibitor of castor cake, named RcTI, was purified by heat treatment, affinity column in anhydrotrypsin-Sepharose® 4B and ion-exchange chromatography ResourceTM Q. RcTI has a apparent molecular mass of 14 kDa in the absence or presence of a reducing agent, pI 5.2 and isn’t a glycoprotein. The NH2-terminal sequence of purified RcTI showed 83% similarity with sulfur-rich storage protein (2S albumin) R. communis and 48% with napin-like (2S albumin) R. communis. The RcTI was stable after heat treatment at 98 °C for two hours. The inhibition on trypsin was stable in the acid pH range. However, there was a loss of approximately 20% inhibitory effect on alkaline pH (pH 8-11). The RcTI (13 µg) was unable to inhibit the germination of spores of the fungus Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Fusarium solani. However, it was able to inhibit the germination of spores of Colletotrichum gloeosporioides. RcTI 100 µg was not effective in the inhibition of vegetative growth of the fungi mentioned above. This inhibitor was effective against proteases from the midgut of Aedes aegypti with 91% inhibition. The results of the present study indicate that RcTI has biotechnological potential, can be used as an alternative to combat the important plant pathogenic fungus C. gloeosporioides and larvae of A. aegypti. / A cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) é de grande importância socioeconômica devido às suas sementes, que são utilizadas, principalmente, na produção do óleo que pode ser empregado para diversos fins industriais. A extração do óleo gera um subproduto de alto valor nutricional, conhecido como torta da mamona. Porém, a presença de compostos tóxicos e alergênicos dificulta utilização desse resíduo como fonte de alimentação animal. Outra forma de agregar valor à torta da mamona seria buscar moléculas bioativas que pudessem ter aplicações na agricultura e saúde humana. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar um inibidor de tripsina da torta da mamona, bem como, testar a atividade deste in vitro contra fungos fitopatogênicos de importância agrícola e proteases do intestino médio de Aedes aegypti. O inibidor de tripsina da torta da mamona, nomeado RcTI, foi purificado através de tratamento térmico, coluna de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose® 4B e cromatografia de troca iônica em ResourceTM Q. Essa proteína apresentou massa molecular aparente de 14,0 kDa na ausência ou presença de agente redutor, pI 5,2 e não é uma glicoproteína. A sequência NH2-terminal do RcTI purificado mostrou similaridade de 83% com uma proteína de armazenamento rica em enxofre (albumina 2S) de R. communis e de 48% com uma napin-like (albumina 2S) de R. communis. O RcTI mostrou-se estável após tratamento térmico a 98 ºC durante duas horas. Da mesma forma, permaneceu com atividade inibitória estável na faixa de pHs ácidos. No entanto, houve uma perda de, aproximadamente, 20% na capacidade inibitória em pHs alcalinos (pH 8-11). O RcTI (13 µg) não foi capaz de inibir a germinação de esporos dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani e Rhizoctonia solani. No entanto, foi capaz de inibir a germinação de esporos de Colletotrichum gloeosporioides. O RcTI não foi efetivo na inibição de crescimento vegetativo dos fungos mencionados acima. Esse inibidor foi efetivo contra as proteases intestinais de Aedes aegypti com 91% de inibição. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, conclui-se que o RcTI tem potencial biotecnológico, podendo ser utilizado como uma alternativa para o combate do importante fungo fitopatogênico C. gloeosporioides e larvas de A. aegypti.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCBC.pdf: 1320381 bytes, checksum: 881b82ecb0df2b87414957a1e02761bb (MD5) Previous issue date: 2008-10-20 / One Kunitz-type trypsin inhibitors (PmTI) was purified from Piptadenia moniliformis seeds, a tree of the sub-family Mimosoideae, by TCA precipitation, affinity chromatography on immobilized trypsin-Sepharose, DEAE cellulose (ion exchange) and Superose 12 (molecular exclusion) column FPLC/AKTA. The inhibitor has Mr of 25 kDa by SDS-PAGE and chromatography molecular exclusion. The N-terminal sequence of this inhibitor showed high homology with other family Kunitz inhibitors. This also stable variations in temperature and pH and showed a small decrease in its activity when incubated with DDT in the concentration of 100mM for 120 minutes. The inhibition of trypsin by PmTI was competitive, with Ki of 1.57 x10-11 M. The activity of trypsin was effectively inhibited by percentage of inhibition of 100%, among enzymes tested, was not detected inhibition for the bromelain, was weak inhibitor of pancreatic elastase (3.17% of inhibition) and inhibited by 76.42% elastase of neutrophils, and inhibited in a moderate, chymotrypsin and papain with percentage of inhibition of 42.96% and 23.10% respectively. In vitro assays against digestive proteinases from Lepidoptera, Diptera and Coleoptera pests were carried out. Several degrees of inhibition were found. For Anthonomus grandis and Ceratitis capitata the inhibition was 89.93% and 70.52%, respectively, and the enzymes of Zabrotes subfasciatus and Callosobruchus maculatus were inhibited by 5.96% and 9.41%, respectively, and the enzymes of Plodia. interpunctella and Castnia licus were inhibited by 59.94% and 23.67, respectively. In vivo assays, was observed reduction in the development of larvae in 4rd instar of C. capitata, when PmTI was added to the artificial diet, getting WD50 and LD50 of 0.30% and 0.33%, respectively. These results suggest that this inhibitor could be a strong candidate to plant management programs cross transgenic / Um inibidor de tripsina da fam?lia Kunitz (PmTI) foi purificado de sementes de Piptadenia moniliformis, uma ?rvore da sub-fam?lia Mimosoideae, atrav?s da precipita??o com ?cido tricloroac?tico (TCA), cromatografia de afinidade com tripsina acoplada em sepharose, coluna DEAE- celulose(troca i?nica) e Superose 12 (exclus?o molecular) em sistema FPLC/AKTA. O inibidor possui massa molecular de 25 kDa como confirmado atrav?s de SDS-PAGE e cromatografia de exclus?o molecular. A seq??ncia do N-terminal deste inibidor mostrou alta homologia com outros inibidores da fam?lia Kunitz. Este tamb?m ? est?vel as varia??es de temperatura e pH, e apresentou um pequeno decr?scimo na sua atividade quando incubado com DTT na concentra??o de 100 mM por 120 minutos. A inibi??o da tripsina foi do tipo competitiva com Ki de 1,57x10-11 mM. A atividade da tripsina foi inibida efetivamente com percentual de inibi??o de 100%, entre as outras enzimas testadas n?o foi detectada inibi??o para a bromela?na, foi fracamente inibidor da elastase pancre?tica (3,17% de inibi??o), inibiu em 76,42% elastase de neutr?filos, inibiu de forma moderada quimotripsina e papa?na com percentual de inibi??o de 42,96% e 23,10%, respectivamente. Ensaios in vitro foram realizados com as proteinases digestivas de Lepid?ptera, Cole?ptera e D?ptera. V?rios graus de inibi??o foram encontrados. Para Anthonomus grandis e Ceratitis capitata a inibi??o foi de 89,93% e 70,52%, respectivamente, e as enzimas de Zabrotes subfasciatus e Callosobruchus maculatus foram inibidas com percentuais de 5,96% e 9,41% respectivamente, e as enzimas de Plodia interpunctella e Castnia licus foram inibidas com percentuais de 59,94% e 23,67%, respectivamente. No ensaio in vivo, foi observada redu??o no desenvolvimento de larvas em 4? ?nstar de C. capitata, quando PmTI foi adicionado ? dieta artificial, obtendo WD50 de 0,30% e LD50 0,33% . Estes resultados sugerem que este inibidor possa ser um forte candidato para programas de melhoramentos de plantas via transgenia

Esse trabalho teve como objetivo a determinação da estrutura tridimensional do inibidor de tripsina purificado de sementes de Enterolobium contortisiliquum (EcTI) e a modelagem molecular dos complexos EcTItripsina, EcTI-quimotripsina , EcTI-trombina, EcTI-fator Xa, e suas análises. O EcTI possui 19kDa de peso molecular inibe tripsina, quimotripsina, calicreína plasmática humana, plasmina humana e fator Xlla, mas não inibe fator Xa e ativador de plasminogênio. Monocristais apropriados à coleta de dados de difração de raios-X foram obtidos na condição 50 do fatorial da Hampton (PEG8000 - 0,5M, LiSO4 - 0,5M) através da técnica de acupuntura em gel à temperatura constante de 15&#176C após três semanas. O grupo espacial encontrado foi o P21 com uma molécula na unidade assimétrica. Os dados de difração foram coletados num detetor de placas de imagem MAR345 na linha de Cristalografia de Proteínas (PCr) no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) em Campinas até uma resolução de 1,96&#197, completeza de 87% e Rsym=10,3%. A estrutura foi resolvida por Substituição Molecular tendo-se como molde a estrutura do inibidor de tripsina proveniente de Erythrina caffra que apresenta 39% de identidade seqüencial com a seqüência primária do EcTI. Divergências entre a seqüência primária esperada e a observada no mapa de densidade eletrônica levaram à suposição da existência de isoformas para este inibidor. Acatando esta hipótese e supondo que a isoforma cristalizada era diferente da isoforma cuja seqüência foi publicada, mudanças na seqüência guiadas pelo mapa de densidades foram realizadas. Um total de 33 substituições e 1 inserção foram feitos. Diferentemente das tentativas de refinamento com a seqüência original, após as substituições o refinamento convergiu para valores aceitáveis de Rfactor=17% e Rfree=25%. A estrutura apresenta o enovelamento &#946-trefoil com uma pseudo simetria de ordem 3. Os grampos de cabelo presentes na estrutura são espiralados mas isto não é resultado de repetições sistemáticas nos ângulo &#934/&#936 como esperado. Baseado nesta estrutura cristalográfica, um modelo da seqüência original foi construído por modelagem por homologia. A avaliação do modelo em termos de estereoquímica e compatibilidade estrutura-seqüência mostra uma boa qualidade, mesmo existindo a formação de uma ponte salina enterrada no núcleo hidrofóbico da molécula. Estruturas cristalográficas de complexos entre tripsina, quimotripsina, fator Xa e trombina foram usados para gerar modelos de complexos entre as serinoproteases correspondentes e o EcTI. A falta de atividade de EcTI contra fator Xa e trombina pode ser atribuída à incompatibilidade química e estrutural na interface do complexo. / The principal objective of this work was the 3D structural determination of a Trypsin inhibitor from Enterolobium contortisiliquum (EcTI) seeds as well as the modeling of the complexes between EcTI and trypsin, chymotrypsin, thrombin and factor Xa and their subsequent analysis. The inhibitor has a molecular weight of 19.5 kDa and inhibits trypsin, chymotrypsin, human plasma kallikrein, human plasmin and factor Xlla but not factor Xa and tissue type plasminogen activator. A single crystal appropriate for X-ray data collection was grown using condition 50 of Hampton\'s Research fatorial (PEG8000 - 15%, LiSO4 - 0.5mM) by the gel acupuncture technique at 15&#176C. The crystal grew in three weeks in the space group P21 with one molecule in the assymetric unit. Crystallographic data were acquired using an image plate detector MAR345 on the Protein Crystallography beam line at the Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), Campinas, out to 1,96&#197 resolution, with a completeness of 87% and Rsym= 10.3%. The structure was solved by the Molecular Replacement method using the previous determined structure of the trypsin inhibitor from Erythrina caffra which presented 39% sequence identity to EcTI. Discrepancies in the primary structure, as observed in the electron density map led to the supposition of the existence of isoforms for this particular inhibitor. In total 33 substitutions and 1 insertion were made. In contrast with the attempts made with the original sequence, after the amino acids were substituted the refinement converged to acceptable values for Rfactor=17% and Rfree=25%. The 3D fold of EcTI is a &#946-trefoil as expected. The hairpins present in this fold are coiled coils, but not as a result of the systematic alternation of the &#934/&#936 angles as expected. Using the crystallographic structure as a template a homology model for the original sequence was built. The model evaluation in terms of stereochemistry and structure-sequence compatibility showed it to be of generally good quality, despite the presence of a salt bridge buried in the hydrophobic core. Docking experiments using crystallographic structures of trypsin, chymotripsin, factor Xa and thrombin complexed with their respective inhibitors were undertaken. The lack of EcTI activity against factor Xa and thrombin is predicted to be due to chemical and structural incompatibility at the complex interface.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistÃncia de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenÃas aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificaÃÃo, caracterizaÃÃo e avaliaÃÃo do efeito biolÃgico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. AtravÃs de precipitaÃÃo com Ãcido tricloroacÃtico (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serÃnicas com reconhecido efeito tÃxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimÃtico com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primÃria (64/69 aminoÃcidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitÃria sobre as enzimas quimotripsina (13,24  0,28%) e papaÃna (5,28  0,42%), e nÃo foi capaz de inibir a proteÃlise promovida pela bromelaÃna. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalÃtica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibiÃÃo variando entre 4,74  0,45% a 56,06  1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44  0,99%), Anthonomus grandis (77,93  0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21  0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44  1,23%). Esse expressivo efeito inibitÃrio do SSTI2 sobre a atividade catalÃtica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino mÃdio dos insetos sugere um possÃvel efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivÃncia de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliaÃÃes de outras propriedades bioquÃmicas do inibidor serÃo importantes para determinar a potencial aplicaÃÃo biotecnolÃgica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. AlÃm disso, a sequÃncia do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a sÃntese, clonagem do gene codificante e expressÃo heterÃloga dessa potencial ferramenta biotecnolÃgica. / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24  0.28%) and papain (5.28  0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74  0.45% to 56.06  1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44  0.99%), Anthonomus grandis (77.93  0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21  0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44  1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insectâs midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Castor bean (Ricinus communis L.) is an important crop for the Northeast of Brazil, which recently has been used to produce biodiesel. Around 90% of the castor bean production in Brazil is concentrated at Northeast region and the state of Cearà is the second largest producer. During the oil extraction process from the castor bean seeds, a resulting residue, called castor cake, is underutilized. However, this byproduct is rich in protein and micronutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium, an attribute that qualifies it as a stuff that could be used as organic fertilizer or as animal feed, for example, bringing added value to it. Unfortunately, its use as food has not been possible because of the presence of toxic elements and allergens (ricin, ricinine, complex allergens) in its composition, unless it were previously submitted to a detoxification process. To date, the existing technologies to this end are not economically viable on an industrial scale. Therefore, studies to add value to this abundant byproduct generated in the castor bean biodiesel productive chain is of paramount importance. Thus, in this context, this study was performed to identify, isolate, purify and characterize new bioactive molecules of de-oiled castor cake with biotechnological potential. Through extraction of soluble proteins with 50 mM Tris-HCl pH 7.5, fractionation with ammonium sulfate (50-75%), following by hydrophobic interaction chromatography in Phenyl-Sepharose column and ion exchange chromatography (DEAE-Sepharose), a protein, named Rc-2S-Alb, able to inhibit trypsin was purified. Rc-2S-Alb has a molecular mass of approximately 75.8 kDa, as determined by SDS-PAGE, and under reducing conditions showed a large and a small protein band of 15.8 kDa and 10.5 kDa, respectively. Its NH2-terminal sequence showed similarity with the following proteins: putative 2S albumin precursor (89%), chain A of RicC3 (89%), and chain A of mabilin-1 (89%), all from R. communis seeds; and with the short chain of a "napin-like" protein from Brassica napus (89%). In addition, these similar proteins have two highly conserved domains: QEVQRKDLS and YLRQS. Comparison of the partial primary structure of Rc-2S-Alb generated by the ESI-Q-TOF MS/MS analysis of 17 tryptic peptides, showed 43% similarity to Mabinlin-1 (pI/Mr 6.7 and 29.3 kDa) from R. communis. There were also high similarities among the three-dimensional structures of Rc-2S-Alb, RicC3 and Mabinlin-1. Rc-2S-Alb did not inhibit the spore germination of the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum and Rizoctonia solani, but promoted aggregation of their respective spores. Moreover, Rc-2S-Alb did not inhibit the mycelial growth of Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani and Collethotricum gloeosporioides. Contrary, Rc-2S-Alb was effective in inhibiting the growth of the human pathogenic bacteria Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae and Bacillus subtilis, at low concentrations. In conclusion, it was established a protocol to purify a new 2S albumin from castor bean cake, which inhibits trypsin and has important antibacterial activity. Thus, the Rc-2S-Alb should be further studied in order to verify its effectiveness as new alternative therapeutic agent against resistant bacteria to commercial antibiotics, which will contribute to improve the human health. / A mamoneira (Ricinus communis L.) à uma cultura importante para a regiÃo Nordeste do Brasil, onde, recentemente, tem sido utilizada para produÃÃo de biodiesel. O Nordeste detÃm 90% da produÃÃo brasileira de mamona, sendo o CearÃ, o segundo maior produtor. No processo de extraÃÃo de Ãleo das sementes de mamoneira para produÃÃo de biodiesel, o resÃduo resultante, denominado de torta da mamona, representa um subproduto pouco utilizado. Apesar disso, essa torta à rica em proteÃnas e micronutrientes, como nitrogÃnio, fÃsforo e potÃssio, atributo que a qualifica como um insumo que poderia ser utilizado como adubo orgÃnico, ou mesmo como raÃÃo animal, o que lhe agregaria valor comercial. Todavia, seu uso como alimento nÃo tem sido possÃvel por causa da presenÃa de elementos tÃxicos e alergÃnicos (Ricina, Ricinina, Complexos AlergÃnicos) na sua composiÃÃo, a nÃo ser que passasse por processamento para sua destoxificaÃÃo. Infelizmente, tecnologia economicamente viÃvel para esse fim, em escala industrial, ainda à inexistente. Portanto, hà necessidade de pesquisas que venham a agregar valor a esse subproduto abundante da cadeia produtiva do biodiesel. Assim, nesse contexto, o presente trabalho està inserido num projeto cujo objetivo maior à identificar, isolar, purificar e caracterizar novas molÃculas bioativas da torta delipidada de sementes de mamoeira com potencial biotecnolÃgico. AtravÃs de extraÃÃo de proteÃnas solÃveis com tampÃo Tris-HCl, 50 mM, pH 7,5, e fracionamento do extrato obtido com sulfato de amÃnio (50-75%), cromatografia de interaÃÃo hidrofÃbica em coluna Phenyl-Sepharose e cromatografia de troca iÃnica (DEAE-Sepharose) foi possÃvel purificar uma albumina 2S, denominada Rc-2S-Alb, capaz de inibir tripsina. A Rc-2S-Alb apresentou massa molecular de, aproximadamente, 75,8 kDa, determinada por SDS-PAGE, mas, em condiÃÃes redutoras, apareceu como uma banda maior de 15,8 kDa e outra menor com 10,5 kDa. Sua sequÃncia NH2-terminal revelou haver similaridade (89%) com o precursor putativo da albumina 2S de R. communis jà descrita, com a cadeia A da estrutura da RicC3 (89%), com a cadeia A da mabilin-1, ambas, tambÃm, de R. communis (89%), com a cadeia pequena de uma proteina ânapin-likeâde Brassica napus (89%). Em todas essas proteÃnas similares, dois domÃnios, QEVQRKDLS e YLRQS, sÃo altamente conservados. ComparaÃÃo da estrutura primÃria gerada por ESI-Q-TOF MS/MS, a apartir de 17 peptÃdeos trÃpticos da Rc-2S-Alb, mostrou similaridade de 43% com a Mabinlin-1 (pI/Mr de 6,7 e 29.3 kDa) de R. communis. Em relaÃÃo à estrutura tridimensional da Rc-2S-Alb, ela apresentou similaridade com a de Ric C3 e Mabinlin-1. A Rc-2S-Alb foi incapaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos fitopatogÃnicos Fusarium oxysporum e Rizoctonia solani, mas foi capaz de promover a aglomeraÃÃo dos mesmos. A Rc-2S-Alb tambÃm nÃo foi capaz de inibir o crescimento micelial dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani e Collethotricum gloeosporioides. Por outro lado, a Rc-2S-Alb foi eficiente em inibir o crescimento de Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae e Bacillus subtilis, todas as bactÃrias patogÃnicas a seres humanos, quando em baixas concentraÃÃes. Como conclusÃo, foi possÃvel a purificaÃÃo de uma nova albumina 2S da torta da mamona, capaz de inibir tripsina e com atividade antibacteriana importante. Assim, a Rc-2S-Alb deve ser explorada no sentido de verificar sua eficÃcia como um novo agente terapÃutico alternativo no combate a bactÃrias resistentes aos produtos disponÃveis, hoje, no mercado, o que, se confirmado, poderà contribuir para a melhoria da saÃde humana.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) à de grande importÃncia socioeconÃmica devido Ãs suas sementes, que sÃo utilizadas, principalmente, na produÃÃo do Ãleo que pode ser empregado para diversos fins industriais. A extraÃÃo do Ãleo gera um subproduto de alto valor nutricional, conhecido como torta da mamona. PorÃm, a presenÃa de compostos tÃxicos e alergÃnicos dificulta utilizaÃÃo desse resÃduo como fonte de alimentaÃÃo animal. Outra forma de agregar valor à torta da mamona seria buscar molÃculas bioativas que pudessem ter aplicaÃÃes na agricultura e saÃde humana. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar um inibidor de tripsina da torta da mamona, bem como, testar a atividade deste in vitro contra fungos fitopatogÃnicos de importÃncia agrÃcola e proteases do intestino mÃdio de Aedes aegypti. O inibidor de tripsina da torta da mamona, nomeado RcTI, foi purificado atravÃs de tratamento tÃrmico, coluna de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose 4B e cromatografia de troca iÃnica em ResourceTM Q. Essa proteÃna apresentou massa molecular aparente de 14,0 kDa na ausÃncia ou presenÃa de agente redutor, pI 5,2 e nÃo à uma glicoproteÃna. A sequÃncia NH2-terminal do RcTI purificado mostrou similaridade de 83% com uma proteÃna de armazenamento rica em enxofre (albumina 2S) de R. communis e de 48% com uma napin-like (albumina 2S) de R. communis. O RcTI mostrou-se estÃvel apÃs tratamento tÃrmico a 98 ÂC durante duas horas. Da mesma forma, permaneceu com atividade inibitÃria estÃvel na faixa de pHs Ãcidos. No entanto, houve uma perda de, aproximadamente, 20% na capacidade inibitÃria em pHs alcalinos (pH 8-11). O RcTI (13 Âg) nÃo foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani e Rhizoctonia solani. No entanto, foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos de Colletotrichum gloeosporioides. O RcTI nÃo foi efetivo na inibiÃÃo de crescimento vegetativo dos fungos mencionados acima. Esse inibidor foi efetivo contra as proteases intestinais de Aedes aegypti com 91% de inibiÃÃo. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, conclui-se que o RcTI tem potencial biotecnolÃgico, podendo ser utilizado como uma alternativa para o combate do importante fungo fitopatogÃnico C. gloeosporioides e larvas de A. aegypti. / The castor bean (Ricinus communis L.) culture is of great socioeconomic importance because of its seeds, which are used mainly for production of oil that can be used for various industrial purposes. The oil extraction generates a by-product of high nutritional value known as the castor cake. However, the presence of toxic and allergenic compounds hinders the use of this residue to feeding source. Another way to add value to the castor cake would be to seek bioactive molecules that could have applications in agriculture and human health. This study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor of castor cake and, to test this in vitro activity against phytopathogenic fungi of agricultural importance and proteases from the midgut of Aedes aegypti. The trypsin inhibitor of castor cake, named RcTI, was purified by heat treatment, affinity column in anhydrotrypsin-Sepharose 4B and ion-exchange chromatography ResourceTM Q. RcTI has a apparent molecular mass of 14 kDa in the absence or presence of a reducing agent, pI 5.2 and isnât a glycoprotein. The NH2-terminal sequence of purified RcTI showed 83% similarity with sulfur-rich storage protein (2S albumin) R. communis and 48% with napin-like (2S albumin) R. communis. The RcTI was stable after heat treatment at 98 ÂC for two hours. The inhibition on trypsin was stable in the acid pH range. However, there was a loss of approximately 20% inhibitory effect on alkaline pH (pH 8-11). The RcTI (13 Âg) was unable to inhibit the germination of spores of the fungus Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Fusarium solani. However, it was able to inhibit the germination of spores of Colletotrichum gloeosporioides. RcTI 100 Âg was not effective in the inhibition of vegetative growth of the fungi mentioned above. This inhibitor was effective against proteases from the midgut of Aedes aegypti with 91% inhibition. The results of the present study indicate that RcTI has biotechnological potential, can be used as an alternative to combat the important plant pathogenic fungus C. gloeosporioides and larvae of A. aegypti.

A pancreatite crônica é uma desordem complexa, na qual a interação entre fatores ambientais e genéticos resulta na enfermidade. O presente estudo incluiu 148 pacientes com diagnóstico de pancreatite crônica, 110 etilistas crônicos e 297 controles sadios com o objetivo de investigar a frequência de tabagismo e das mutações N34S e P55S do gene SPINK1 e R254W do gene CTRC nesta população. Foi aplicado questionário presencial e realizada reação de sequenciamento para a pesquisa das mutações genéticas, após assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Os portadores de pancreatite crônica possuíam etiologia alcoólica em 74% das vezes e idiopática em 26%. A pancreatite alcoólica apresentou-se de maneira distinta da pancreatite crônica idiopática, sendo que o primeiro grupo é composto por maior prevalência do gênero masculino (88,18% versus 34,21%), por maior média de idade (55,64 anos versus 45,20 anos), menor frequência de caucasianos (63,89% versus 84,21%), menor escolaridade (23,30% concluíram ensino médio ou superior versus 57,89%) e maior frequência de repercussões da doença, como diarréia (54,21% versus 24,24%), emagrecimento (56,07% versus 24,24%), diabete melito (57,94% versus 36,36%) e ocorrência de pseudocistos pancreáticos (31,78% versus 12,12%), repercussões estas que não foram acompanhadas de maior frequência de alterações morfológicas, como calcificações pancreáticas ou dilatação do ducto pancreático principal. A frequência de tabagismo foi significativamente maior em pacientes com pancreatite crônica alcoólica do que em etilistas sem pancreatite crônica, podendo ser considerado cofator de risco para o desenvolvimento da pancreatite crônica entre alcoolistas (p = 0,002); a frequência da mutação N34S do gene SPINK1 em pacientes com pancreatite crônica foi de 3,38%, maior do que a frequência de 0,49% encontrada nos grupos controle (p = 0,016); a frequência de 2,03% da mutação P55S do gene SPINK1 e a frequência de 0,67% da mutação R254W do gene CTRC, encontradas nos pacientes com pancreatite crônica, não diferiram estatisticamente quando comparadas às frequências, de 0,49% de ambas mutações, encontradas nos grupos controle. (p = 0,120 e 0,751). Pela investigação da associação de tabagismo e da mutação N34S do gene SPINK1 com as características clínicas e morfológicas da pancreatite crônica, verificou-se que a mutação N34S não se associou a maior gravidade da apresentação clínica ou morfológica da pancreatite crônica; no entanto o tabagismo associou-se a maior frequência de diabete melito entre os portadores de pancreatite crônica. Concluiuse que o tabagismo e a mutação N34S do gene SPINK1 podem ser considerados cofatores de risco para o desenvolvimento da pancreatite crônica / Chronic pancreatitis is a complex disorder in which the interaction between environmental and genetic factors results in the disease. This study included 148 patients with chronic pancreatitis, 110 chronic alcoholics and 297 healthy controls in order to investigate the frequency of smoking and N34S and P55S mutation of SPINK1 gene and R254W of CTRC gene in this population. A questionnaire was applied and gene sequencing was done, after having the Informed Consent Statement. Those with chronic pancreatitis had alcoholic etiology in 74% of cases and idiopathic in 26%. Alcoholic pancreatitis presented in a distinct way of idiopathic chronic pancreatitis. The first group is composed of a higher prevalence of males (88.18% versus 34.21%), by higher mean age (55.64 years versus 45.20 years), lower frequency of Caucasians (63.89% versus 84.21%), lower education (23.30% completed secondary or higher education versus 57.89%) and worst impact from the disease such as diarrhea (54.21% versus 24.24%), weight loss (56.07% versus 24.24%), diabetes mellitus (57.94% versus 36.36%) and occurrence of pancreatic pseudocysts (31.78% versus 12 , 12%). These effects were not accompanied by increased frequency of morphological changes, such as pancreatic calcifications or dilation of the main pancreatic duct. The frequency of smoking was significantly higher in patients with alcoholic pancreatitis than in alcoholics without chronic pancreatitis, therefore tabagism may be considered as a cofactor for the development of chronic pancreatitis among alcoholics (p = 0.002); the frequency of N34S mutation of SPINK1 gene in patients with chronic pancreatitis was 3.38%, higher than the rate of 0.49% found in the control groups (p = 0.016); the frequency of 2.03% of the P55S mutation of SPINK1 gene and the frequency of 0.67% of the CTRC gene R254W mutation found in patients with chronic pancreatitis were not statistically different when compared to the frequencies of 0.49% of both mutations, found in the control groups. (p = 0.120 and 0.751) For the investigation of the association of smoking and N34S mutation of SPINK1 gene with the clinical and morphological features of chronic pancreatitis, it was noticed that the N34S mutation did not determine a greatest severity in the presentation of chronic pancreatitis, however smoking was associated with a higher frequency of diabetes mellitus in patients with chronic pancreatitis. It was concluded that smoking and the N34S mutation of SPINK1 gene are positively correlated with chronic pancreatitis

LIMA, Glauber Pacelli Gomes de. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae). 119 f. : Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica. Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-20T13:23:01Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-23T11:59:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-23T11:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) Previous issue date: 2012 / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24 ± 0.28%) and papain (5.28 ± 0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74 ± 0.45% to 56.06 ± 1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44 ± 0.99%), Anthonomus grandis (77.93 ± 0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21 ± 0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44 ± 1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insect’s midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool. / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistência de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenças aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificação, caracterização e avaliação do efeito biológico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. Através de precipitação com ácido tricloroacético (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serínicas com reconhecido efeito tóxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimático com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primária (64/69 aminoácidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitória sobre as enzimas quimotripsina (13,24 ± 0,28%) e papaína (5,28 ± 0,42%), e não foi capaz de inibir a proteólise promovida pela bromelaína. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalítica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibição variando entre 4,74 ± 0,45% a 56,06 ± 1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44 ± 0,99%), Anthonomus grandis (77,93 ± 0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21 ± 0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44 ± 1,23%). Esse expressivo efeito inibitório do SSTI2 sobre a atividade catalítica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino médio dos insetos sugere um possível efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivência de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliações de outras propriedades bioquímicas do inibidor serão importantes para determinar a potencial aplicação biotecnológica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. Além disso, a sequência do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a síntese, clonagem do gene codificante e expressão heteróloga dessa potencial ferramenta biotecnológica.