Os genes micro-exons (MEGs) foram recentemente identificados no genoma do Schistosoma mansoni, verme responsável pela esquistossomose, doença que afeta mais de 262 milhões de pessoas em mais de 78 países. Devido à capacidade de produção de proteínas variantes pelo splicing alternativo de MEGs, expressão preferencial em estágios do ciclo de vida em contato com o hospedeiro definitivo e a verificação de que várias proteínas codificadas por estes genes são secretadas para o meio externo ao parasito, acredita-se que estas proteínas possuam um papel importante na interação parasito-hospedeiro. O objetivo deste trabalho foi estudar e caracterizar a estrutura e dinâmica conformacional das proteínas codificadas por MEG-11 e MEG-14 e verificar a interação da proteína MEG-14 com proteínas humanas. A análise das proteínas MEG-11 e MEG-14 produzidas em sistema recombinante com a técnica de dicroísmo circular (CD) demonstrou que ambas as proteínas apresentavam estruturas secundárias majoritariamente desordenadas quando em solução aquosa. Entretanto, foi verificado que a presença de TFE, a desidratação das proteínas e o aumento de temperatura favoreciam o surgimento de estruturas ordenadas nestas proteínas. Um ganho de estrutura secundária também foi observado para a proteína MEG-14 na presença de vesículas de fosfolipídios e micelas de detergente carregadas negativamente. Estes resultados suportam a identificação destas proteínas como clássicas proteínas intrinsicamente desordenadas (IDPs) e abre a possibilidade de sua interação com diferentes parceiros e fatores a serem relacionados com os papéis multifuncionais e estados dentro do hospedeiro. Resultados prévios de experimentos de duplo-hibrido do nosso grupo apontavam uma possível interação de MEG-14 com a proteína humana S100A9. Através da técnica de pulldown foi possível confirmar uma interação dependente da presença de cálcio entre estas duas proteínas. Análises adicionais da interação MEG-14/S100A9 com as técnicas de ITC e SPR permitiram calcular a constante de dissociação entre as proteínas em aproximadamente 2 μM. Finalmente, experimentos ex vivo permitindo a ingestão da proteína S100A9 acoplada a uma molécula fluorescente pelo S. mansoni resultaram na acumulação da proteína na glândula do esôfago, local onde já foi localizada a proteína MEG-14 em S. japonicum, sugerindo que a interação observada nos experimentos in vitro está ocorrendo com a proteína MEG-14 nativa. / The micro-exon genes (MEGs) were recently identified in Schistosoma mansoni’s genome, worm responsible for schistosomiasis, a disease that affects more than 262 million people in more than 78 countries. Due to the capacity of variant protein production by alternative splicing of MEGs, preferential expression in certain life stages in contact with the definitive host, and the confirmation that many proteins coded by these genes are secreted to the external environment, It’s believed that these proteins have an important role in parasite-host relationship. The objective of this work was to study and characterize the structure and conformational dynamics of proteins coded by MEG-11 and MEG-14 and verify the interaction of Meg-14 protein with human proteins. The analysis of MEG-11 and MEG-14 proteins produced in recombinant system with circular dichroism (CD) shows that both proteins present secondary structures mostly disordered in aqueous solution. However, It was found that in presence of TFE, the dehydration of proteins and the increasing of temperature favor the surging of ordered structures. An increase of secondary structure was observed too for MEG-14 protein in presence of phospholipid vesicles and negative charged detergent micelles. These results support the identification of these proteins as classical intrinsically disordered proteins (IDPs) and opens the possibility of its interaction with different partners and factors related with the multifunctional roles and states in the host. Previous results of double-hybrid experiments pointed a possible interaction between MEG-14 and the human protein S100A9. By pulldown technique was possible confirm an calcium dependent interaction between these proteins. Additional analysis of MEG-14/S100A9 interaction with ITC and SPR experiments were able to calculate the dissociation constant between proteins equals to 2 μM. Finally, ex vivo experiments permit the ingestion of S100A9 coupled to a fluorescent molecule by S. mansoni, resulting in the accumulation of protein in the esophageal gland, where was localized the MEG-14 in S. japonicum, suggesting that the interaction observed in the in vitro experiments are occurring with the native MEG-14.

Os genes micro-exons (MEGs) foram recentemente identificados no genoma do Schistosoma mansoni, verme responsável pela esquistossomose, doença que afeta mais de 262 milhões de pessoas em mais de 78 países. Devido à capacidade de produção de proteínas variantes pelo splicing alternativo de MEGs, expressão preferencial em estágios do ciclo de vida em contato com o hospedeiro definitivo e a verificação de que várias proteínas codificadas por estes genes são secretadas para o meio externo ao parasito, acredita-se que estas proteínas possuam um papel importante na interação parasito-hospedeiro. O objetivo deste trabalho foi estudar e caracterizar a estrutura e dinâmica conformacional das proteínas codificadas por MEG-11 e MEG-14 e verificar a interação da proteína MEG-14 com proteínas humanas. A análise das proteínas MEG-11 e MEG-14 produzidas em sistema recombinante com a técnica de dicroísmo circular (CD) demonstrou que ambas as proteínas apresentavam estruturas secundárias majoritariamente desordenadas quando em solução aquosa. Entretanto, foi verificado que a presença de TFE, a desidratação das proteínas e o aumento de temperatura favoreciam o surgimento de estruturas ordenadas nestas proteínas. Um ganho de estrutura secundária também foi observado para a proteína MEG-14 na presença de vesículas de fosfolipídios e micelas de detergente carregadas negativamente. Estes resultados suportam a identificação destas proteínas como clássicas proteínas intrinsicamente desordenadas (IDPs) e abre a possibilidade de sua interação com diferentes parceiros e fatores a serem relacionados com os papéis multifuncionais e estados dentro do hospedeiro. Resultados prévios de experimentos de duplo-hibrido do nosso grupo apontavam uma possível interação de MEG-14 com a proteína humana S100A9. Através da técnica de pulldown foi possível confirmar uma interação dependente da presença de cálcio entre estas duas proteínas. Análises adicionais da interação MEG-14/S100A9 com as técnicas de ITC e SPR permitiram calcular a constante de dissociação entre as proteínas em aproximadamente 2 μM. Finalmente, experimentos ex vivo permitindo a ingestão da proteína S100A9 acoplada a uma molécula fluorescente pelo S. mansoni resultaram na acumulação da proteína na glândula do esôfago, local onde já foi localizada a proteína MEG-14 em S. japonicum, sugerindo que a interação observada nos experimentos in vitro está ocorrendo com a proteína MEG-14 nativa. / The micro-exon genes (MEGs) were recently identified in Schistosoma mansoni’s genome, worm responsible for schistosomiasis, a disease that affects more than 262 million people in more than 78 countries. Due to the capacity of variant protein production by alternative splicing of MEGs, preferential expression in certain life stages in contact with the definitive host, and the confirmation that many proteins coded by these genes are secreted to the external environment, It’s believed that these proteins have an important role in parasite-host relationship. The objective of this work was to study and characterize the structure and conformational dynamics of proteins coded by MEG-11 and MEG-14 and verify the interaction of Meg-14 protein with human proteins. The analysis of MEG-11 and MEG-14 proteins produced in recombinant system with circular dichroism (CD) shows that both proteins present secondary structures mostly disordered in aqueous solution. However, It was found that in presence of TFE, the dehydration of proteins and the increasing of temperature favor the surging of ordered structures. An increase of secondary structure was observed too for MEG-14 protein in presence of phospholipid vesicles and negative charged detergent micelles. These results support the identification of these proteins as classical intrinsically disordered proteins (IDPs) and opens the possibility of its interaction with different partners and factors related with the multifunctional roles and states in the host. Previous results of double-hybrid experiments pointed a possible interaction between MEG-14 and the human protein S100A9. By pulldown technique was possible confirm an calcium dependent interaction between these proteins. Additional analysis of MEG-14/S100A9 interaction with ITC and SPR experiments were able to calculate the dissociation constant between proteins equals to 2 μM. Finally, ex vivo experiments permit the ingestion of S100A9 coupled to a fluorescent molecule by S. mansoni, resulting in the accumulation of protein in the esophageal gland, where was localized the MEG-14 in S. japonicum, suggesting that the interaction observed in the in vitro experiments are occurring with the native MEG-14.

A classe de proteínas das MEGs (codificadas por genes de micro-éxon) presente em Schistosoma mansoni, ganhou evidência após a publicação do genoma deste parasita, principalmente por ser majoritariamente secretada, estando em contato direito com moléculas do hospedeiro, e possuir alta taxa de variação, o que poderia ter relação com um possível um mecanismo de evasão do sistema imune. Assim, foram escolhidas proteínas da classe das MEGs, todas com predição de hélice anfipática em sua estrutura, para investigação neste trabalho. Hélices anfipáticas são amplamente descritas na literatura como tendo alta propensão à interação com membranas celulares e interessantes funções fisiológicas. O objetivo deste projeto foi estudar a dinâmica de interação com membranas e estabelecer possíveis indícios de função biológica das proteínas MEG-24 e MEG-27 a partir de técnicas biofísicas. Optou-se por trabalhar com essas proteínas produzidas a partir da síntese química. Utilizando as técnicas de CD, Fluorescência e DLS, observou-se que a presença de miméticos de membrana induzem o enovelamento e o aumento da estabilidade térmica de MEG-27, e interferem no seu estado oligomérico. Para MEG-24, também foi observado aumento da estabilidade térmica e influência no estado oligomérico na presença de sistemas miméticos de membrana. Utilizando OCD, inferiu-se que MEG-27 possivelmente interage com a superfície da membrana, a passo que MEG-24 se insere na bicamada. Adicionalmente, ambas foram capazes de interferir na dinâmica de vesículas, conforme observado pelo ensaio de vazamento de calceína e DSC. Utilizando células de eritrócito e um modelo de membrana a partir dessas células (ghosts) foram realizados ensaios biológicos, DSC e EPR. A capacidade de MEG-24 e MEG-27 realizarem hemólise e hemoaglutinação, respectivamente, reitera o potencial de interação destas proteínas com membranas biológicas. Os resultados de DSC apontaram que ambas interferem nas transições das proteínas de membrana embebidas na bicamada de ghosts de eritrócitos. Por EPR, notou-se que MEG-27 tem maior efeito na dinâmica de lipídios em detrimento a MEG-24, possivelmente devido a um mecanismo de acomodação envolvendo domínios raft e a diferença de orientação de interação entre ambas as proteínas. A expressão de MEG-27 exclusivamente na região da glândula do esôfago em vermes adultos verificada por WISH, sugere que a mesma deva entrar em contato com células recém ingeridas pelo parasita. Não foi observada atividade antimicrobiana para ambas e não foram encontrados parceiros de interação proteínas pela técnica de Duplo-híbrido para MEG-27. Concluiu-se que os peptídeos estudados interagem com membranas biológicas, podendo ter papéis importantes na interface de interação parasito-hospedeiro. / The class of MEGs proteins (coded by micro-exon genes) present in Schistosoma mansoni, drawn attention after the parasite genome publication. This proteins are mostly secreted, being in direct contact with host molecules and with a high rate of variation, which could be a mechanism of Imune system evasion. Thus, proteins of the MEGs class, all with amphipathic prediction in their structure, were chosen for investigation in this work. Amphipathic helices are widely described in the literature with high propensity to interact with membranes and, consequently, probability of related biological function. The objective of this project was to study the interaction dynamics with membranes and to establish possible indications of biological function of MEG-24 and MEG-27 proteins from biophysical techniques. We chose to work with these proteins produced by chemical synthesis. Using CD, Fluorescence and DLS techniques, it was observed that the presence of membrane mimetics induced the folding and increased thermal stability of MEG-27, and interfered with its oligomeric state. For MEG-24, an increase in thermal stability and influence on the oligomeric state was also observed when in the presence of membrane mimetic systems. The results of OCD suggest that MEG-27 possibly interacts with the membrane surface, whereas MEG-24 is inserted into the bilayer. Both were able to interfere with vesicle dynamics, as observed by the Leakage and DSC tests. Using a more realistic membrane model from erythrocyte cells, biological assays, DSC and EPR were performed. The ability of MEG-24 and MEG-27 to perform hemolysis and hemagglutination, respectively, provides evidence of the potential for interaction of these proteins with biological membranes. The DSC results indicated that both interfere with the transitions of the membrane proteins embedded in the bilayer of erythrocyte ghosts. By EPR, it was noted that MEG-27 has a greater effect on lipid dynamics than MEG-24, possibly due to an accommodation mechanism involving raft domains and the difference in orientation of interaction between both proteins. The expression of MEG-27 exclusively in the region of the esophagus gland in adult worms verified by WISH suggests that it should come into contact with cells just ingested by the parasite. No antimicrobial activity was observed for both and no protein interaction partners were found by the MEG-27 double-hybrid technique. It was concluded that the studied peptides interact with biological membranes and may have important roles in the parasite-host interaction interface.

A classe de proteínas das MEGs (codificadas por genes de micro-éxon) presente em Schistosoma mansoni, ganhou evidência após a publicação do genoma deste parasita, principalmente por ser majoritariamente secretada, estando em contato direito com moléculas do hospedeiro, e possuir alta taxa de variação, o que poderia ter relação com um possível um mecanismo de evasão do sistema imune. Assim, foram escolhidas proteínas da classe das MEGs, todas com predição de hélice anfipática em sua estrutura, para investigação neste trabalho. Hélices anfipáticas são amplamente descritas na literatura como tendo alta propensão à interação com membranas celulares e interessantes funções fisiológicas. O objetivo deste projeto foi estudar a dinâmica de interação com membranas e estabelecer possíveis indícios de função biológica das proteínas MEG-24 e MEG-27 a partir de técnicas biofísicas. Optou-se por trabalhar com essas proteínas produzidas a partir da síntese química. Utilizando as técnicas de CD, Fluorescência e DLS, observou-se que a presença de miméticos de membrana induzem o enovelamento e o aumento da estabilidade térmica de MEG-27, e interferem no seu estado oligomérico. Para MEG-24, também foi observado aumento da estabilidade térmica e influência no estado oligomérico na presença de sistemas miméticos de membrana. Utilizando OCD, inferiu-se que MEG-27 possivelmente interage com a superfície da membrana, a passo que MEG-24 se insere na bicamada. Adicionalmente, ambas foram capazes de interferir na dinâmica de vesículas, conforme observado pelo ensaio de vazamento de calceína e DSC. Utilizando células de eritrócito e um modelo de membrana a partir dessas células (ghosts) foram realizados ensaios biológicos, DSC e EPR. A capacidade de MEG-24 e MEG-27 realizarem hemólise e hemoaglutinação, respectivamente, reitera o potencial de interação destas proteínas com membranas biológicas. Os resultados de DSC apontaram que ambas interferem nas transições das proteínas de membrana embebidas na bicamada de ghosts de eritrócitos. Por EPR, notou-se que MEG-27 tem maior efeito na dinâmica de lipídios em detrimento a MEG-24, possivelmente devido a um mecanismo de acomodação envolvendo domínios raft e a diferença de orientação de interação entre ambas as proteínas. A expressão de MEG-27 exclusivamente na região da glândula do esôfago em vermes adultos verificada por WISH, sugere que a mesma deva entrar em contato com células recém ingeridas pelo parasita. Não foi observada atividade antimicrobiana para ambas e não foram encontrados parceiros de interação proteínas pela técnica de Duplo-híbrido para MEG-27. Concluiu-se que os peptídeos estudados interagem com membranas biológicas, podendo ter papéis importantes na interface de interação parasito-hospedeiro. / The class of MEGs proteins (coded by micro-exon genes) present in Schistosoma mansoni, drawn attention after the parasite genome publication. This proteins are mostly secreted, being in direct contact with host molecules and with a high rate of variation, which could be a mechanism of Imune system evasion. Thus, proteins of the MEGs class, all with amphipathic prediction in their structure, were chosen for investigation in this work. Amphipathic helices are widely described in the literature with high propensity to interact with membranes and, consequently, probability of related biological function. The objective of this project was to study the interaction dynamics with membranes and to establish possible indications of biological function of MEG-24 and MEG-27 proteins from biophysical techniques. We chose to work with these proteins produced by chemical synthesis. Using CD, Fluorescence and DLS techniques, it was observed that the presence of membrane mimetics induced the folding and increased thermal stability of MEG-27, and interfered with its oligomeric state. For MEG-24, an increase in thermal stability and influence on the oligomeric state was also observed when in the presence of membrane mimetic systems. The results of OCD suggest that MEG-27 possibly interacts with the membrane surface, whereas MEG-24 is inserted into the bilayer. Both were able to interfere with vesicle dynamics, as observed by the Leakage and DSC tests. Using a more realistic membrane model from erythrocyte cells, biological assays, DSC and EPR were performed. The ability of MEG-24 and MEG-27 to perform hemolysis and hemagglutination, respectively, provides evidence of the potential for interaction of these proteins with biological membranes. The DSC results indicated that both interfere with the transitions of the membrane proteins embedded in the bilayer of erythrocyte ghosts. By EPR, it was noted that MEG-27 has a greater effect on lipid dynamics than MEG-24, possibly due to an accommodation mechanism involving raft domains and the difference in orientation of interaction between both proteins. The expression of MEG-27 exclusively in the region of the esophagus gland in adult worms verified by WISH suggests that it should come into contact with cells just ingested by the parasite. No antimicrobial activity was observed for both and no protein interaction partners were found by the MEG-27 double-hybrid technique. It was concluded that the studied peptides interact with biological membranes and may have important roles in the parasite-host interaction interface.