Peptídeos intracelulares são constantemente produzidos pelo sistema ubiquitina proteassomo e muitos são provavelmente funcionais. Aqui, um nonapeptídio derivado da ciclina-D2, específica da transição G1/S, chamado \"pep5\" mostrou um aumento específico durante a fase S do ciclo celular em células HeLa. O pep5 (50-100 μM) induziu a morte celular em células HeLa e em várias outras células tumorais, mas isso só ocorreu quando o pep5 foi sintetizado acoplado ao peptídeo penetrador de células (pep5-cpp). In vivo, o pep5-cpp reduziu o volume do glioblastoma C6 de ratos Wistar em cerca de 50%. A acetilação reduziu a potência do pep5-cpp, enquanto substituições Leu-Ala aboliram totalmente a atividade deste peptídeo. Os resultados de caracterização inicial do mecanismo de morte celular indizida pelo pep5 incluem ativação de caspases 3/7 e 9, inibição da fosforilação Akt2 e inibição da atividade do proteassomo. Esses dados colaboram com a hipótese da função de peptídeos intracelulares na sinalização. / Intracellular peptides are constantly produced by the ubiquitinproteasome system and many are probably functional. Here, a nonapeptide of G1/S-specific cyclin-D2 named pep5 showed a specific increase during the S phase of HeLa cell cycle. Pep5 (50-100 μM) induced cell death in HeLa and in several other tumor cells, only when it was fused to a cell penetrating peptide (pep5-cpp). In vivo, the pep5-cpp reduced the volume of the rat C6 glioblastoma by almost 50%. Acetylation reduced the potency of the pep5-cpp while Leu-Ala substitutions totally abolished the pep5 activity. Findings from the initial characterization of the cell death mechanism of pep5 include caspase 3/7 and 9 activation, inhibition of Akt2 phosphorylation and inhibition of proteasome activity. These data further support the intracellular function of peptides.

A oligopeptidase neurolina (E.C.3.4.24.16; nln ) foi identificado pela primeira vez em membranas sinápticas de cérebro de ratos como sendo capaz de participar no metabolismo de peptídeos bioativos, como neurotensina e bradicinina. Recentemente, foi sugerido que a ausência de Nln pode melhorar a sensibilidade a insulina. Aqui, nós mostrado que camundongos knockout para Nln (KO) são mais tolrerantes à glicose, sensíveis à insulina e apresentam maior gliconeogênese. Os animais KO apresentou um aumento na expressão de mRNA de vários genes relacionados com a gliconeogênese no fígado. A semiquantificação de peptídeos intracelulares revelou um aumento em peptídeos intracelulares específicos no gastrocnêmio e tecido adiposo epididimal, que estão envolvidos com o aumento da tolerância a glicose e maior sensibilidade à insulina nos animais KO. Esses resultados sugerem fortemente a nova possibilidade de que Nln é uma enzima chave no metabolismo energético e pode ser um novo alvo terapêutico para melhorar a captação de glicose e sensibilidade a insulina. / The oligopeptidase neurolysin (EC 3.4.24.16; Nln) was first identified in rat brain synaptic membranes and shown to ubiquitously participate in the catabolism of bioactive peptides such as neurotensin and bradykinin. Recently, it was suggested that Nln reduction could improve insulin sensitivity. Here, we have shown that Nln knockout mice (KO) have increased glucose tolerance, insulin sensitivity and gluconeogenesis. KO mice have increased liver mRNA for several genes related to gluconeogenesis. Isotopic label semi-quantitative peptidomic analysis suggests increase in specific intracellular peptides in gastrocnemius and epididymal adipose tissue, which likely is involved with the increased glucose tolerance and insulin sensitivity in the KO mice. These results suggest the exciting new possibility that Nln is a key enzyme for energy metabolism and could be a novel therapeutic target to improve glucose uptake and insulin sensitivity.

A oligopeptidase neurolina (E.C.3.4.24.16; nln ) foi identificado pela primeira vez em membranas sinápticas de cérebro de ratos como sendo capaz de participar no metabolismo de peptídeos bioativos, como neurotensina e bradicinina. Recentemente, foi sugerido que a ausência de Nln pode melhorar a sensibilidade a insulina. Aqui, nós mostrado que camundongos knockout para Nln (KO) são mais tolrerantes à glicose, sensíveis à insulina e apresentam maior gliconeogênese. Os animais KO apresentou um aumento na expressão de mRNA de vários genes relacionados com a gliconeogênese no fígado. A semiquantificação de peptídeos intracelulares revelou um aumento em peptídeos intracelulares específicos no gastrocnêmio e tecido adiposo epididimal, que estão envolvidos com o aumento da tolerância a glicose e maior sensibilidade à insulina nos animais KO. Esses resultados sugerem fortemente a nova possibilidade de que Nln é uma enzima chave no metabolismo energético e pode ser um novo alvo terapêutico para melhorar a captação de glicose e sensibilidade a insulina. / The oligopeptidase neurolysin (EC 3.4.24.16; Nln) was first identified in rat brain synaptic membranes and shown to ubiquitously participate in the catabolism of bioactive peptides such as neurotensin and bradykinin. Recently, it was suggested that Nln reduction could improve insulin sensitivity. Here, we have shown that Nln knockout mice (KO) have increased glucose tolerance, insulin sensitivity and gluconeogenesis. KO mice have increased liver mRNA for several genes related to gluconeogenesis. Isotopic label semi-quantitative peptidomic analysis suggests increase in specific intracellular peptides in gastrocnemius and epididymal adipose tissue, which likely is involved with the increased glucose tolerance and insulin sensitivity in the KO mice. These results suggest the exciting new possibility that Nln is a key enzyme for energy metabolism and could be a novel therapeutic target to improve glucose uptake and insulin sensitivity.

Peptídeos intracelulares são constantemente produzidos pelo sistema ubiquitina proteassomo e muitos são provavelmente funcionais. Aqui, um nonapeptídio derivado da ciclina-D2, específica da transição G1/S, chamado \"pep5\" mostrou um aumento específico durante a fase S do ciclo celular em células HeLa. O pep5 (50-100 μM) induziu a morte celular em células HeLa e em várias outras células tumorais, mas isso só ocorreu quando o pep5 foi sintetizado acoplado ao peptídeo penetrador de células (pep5-cpp). In vivo, o pep5-cpp reduziu o volume do glioblastoma C6 de ratos Wistar em cerca de 50%. A acetilação reduziu a potência do pep5-cpp, enquanto substituições Leu-Ala aboliram totalmente a atividade deste peptídeo. Os resultados de caracterização inicial do mecanismo de morte celular indizida pelo pep5 incluem ativação de caspases 3/7 e 9, inibição da fosforilação Akt2 e inibição da atividade do proteassomo. Esses dados colaboram com a hipótese da função de peptídeos intracelulares na sinalização. / Intracellular peptides are constantly produced by the ubiquitinproteasome system and many are probably functional. Here, a nonapeptide of G1/S-specific cyclin-D2 named pep5 showed a specific increase during the S phase of HeLa cell cycle. Pep5 (50-100 μM) induced cell death in HeLa and in several other tumor cells, only when it was fused to a cell penetrating peptide (pep5-cpp). In vivo, the pep5-cpp reduced the volume of the rat C6 glioblastoma by almost 50%. Acetylation reduced the potency of the pep5-cpp while Leu-Ala substitutions totally abolished the pep5 activity. Findings from the initial characterization of the cell death mechanism of pep5 include caspase 3/7 and 9 activation, inhibition of Akt2 phosphorylation and inhibition of proteasome activity. These data further support the intracellular function of peptides.

Nosso trabalho foi dividido em um primeiro capítulo dedicado à análise do peptidoma do estriado de camundongos no modelo da 6-OHDA e também à atividade das oligopeptidases EP 24.15 e EP 24.16; e um segundo capítulo com os dados referentes a uma colaboração resultante de estágio sanduíche no Instituto Max-Planck de Psiquiatria em Munique, Alemanha, e que se refere a estudos peptidômicos em amostras post-mortem do lobo temporal anterior e do corpo caloso de pacientes esquizofrênicos. Para desenvolver os trabalhos utilizamos a técnica de marcação isotópica e label free aplicadas ao LC-MS/MS. No caso do modelo de Parkinson, os resultados indicaram alterações significativas em 5 diferentes fragmentos peptídicos e para a esquizofrenia, 2 fragmentos mostraram-se biologicamente diferentes. Ambos os trabalhos geraram grande quantidade de dados que abrem possibilidades investigativas para novos alvos de estudos em ambas as doenças. / The thesis is divided in one chapter, which was dedicated to peptidomic analysis of the striatum in the 6-OHDA mice model and also to oligopeptidase activity such as EP 24.15 and EP 24.16. The second chapter refers to data obtained during a research internship in the Max-Planck Institute of Psychiatry, Munich, Germany, in which we ran peptidomic analysis of post-mortem samples of the anterior temporal lobe and corpus callosum from schizophrenia patients. Both projects used mass spectrometry techniques such as isotopic labeling and label free applied to LC-MS/MS. In the Parkinsons disease model we observed significant changes in 5 different peptide fragments, and for schizophrenia samples, 2 peptide fragments were biologically different. The resulting data acquired in both projects lead to a substantial increase in prospective possibilities to new targets associated to the disorders studied here.

Nosso trabalho foi dividido em um primeiro capítulo dedicado à análise do peptidoma do estriado de camundongos no modelo da 6-OHDA e também à atividade das oligopeptidases EP 24.15 e EP 24.16; e um segundo capítulo com os dados referentes a uma colaboração resultante de estágio sanduíche no Instituto Max-Planck de Psiquiatria em Munique, Alemanha, e que se refere a estudos peptidômicos em amostras post-mortem do lobo temporal anterior e do corpo caloso de pacientes esquizofrênicos. Para desenvolver os trabalhos utilizamos a técnica de marcação isotópica e label free aplicadas ao LC-MS/MS. No caso do modelo de Parkinson, os resultados indicaram alterações significativas em 5 diferentes fragmentos peptídicos e para a esquizofrenia, 2 fragmentos mostraram-se biologicamente diferentes. Ambos os trabalhos geraram grande quantidade de dados que abrem possibilidades investigativas para novos alvos de estudos em ambas as doenças. / The thesis is divided in one chapter, which was dedicated to peptidomic analysis of the striatum in the 6-OHDA mice model and also to oligopeptidase activity such as EP 24.15 and EP 24.16. The second chapter refers to data obtained during a research internship in the Max-Planck Institute of Psychiatry, Munich, Germany, in which we ran peptidomic analysis of post-mortem samples of the anterior temporal lobe and corpus callosum from schizophrenia patients. Both projects used mass spectrometry techniques such as isotopic labeling and label free applied to LC-MS/MS. In the Parkinsons disease model we observed significant changes in 5 different peptide fragments, and for schizophrenia samples, 2 peptide fragments were biologically different. The resulting data acquired in both projects lead to a substantial increase in prospective possibilities to new targets associated to the disorders studied here.