Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-13Bitstream added on 2014-06-13T19:40:31Z : No. of bitstreams: 1 souza_bm_dr_rcla.pdf: 2198506 bytes, checksum: e0710a5511f60c3053d26f8713b6478b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho foram realizados estudos de caracterização estrutural e funcional de alguns peptídeos da classe dos mastoparanos de vespas, que apresentam diferentes padrões de anfipaticidade, em função das diferentes seqüências de aminoácidos que cada um possui. Os peptídeos foram manualmente sintetizados, utilizando-se estratégia Fmoc, e purificados através de técnicas de cromatografia líquida de alta performance. Após a obtenção do material sintético, foram realizadas análises de espectrometria de massas ESI-MS, para monitoração do controle de qualidade. A estrutura secundária foi investigada com o uso de espectroscopia de dicroísmo circular. Além disso, foram realizadas as modelagens moleculares e dinâmica dos peptídeos para análise de suas trajetórias. Foram feitos ensaios para investigar a interação desses peptídeos com membranas fosfolipídicas sintéticas (lipossomos), sendo esta interação, monitorada por medidas de dicroísmo circular e de troca isotópica H/D combinada com espectrometria de massas. Além disto, foram realizados ensaios de atividades biológicas de cada um dos peptídeos, onde foram testadas as atividades de degranulação de mastócitos, hemólise e antibiose. Os dados de Dicroísmo Circular revelaram que todos os peptídeos possuem a tendência de se estruturar em hélice-a quando em ambientes hidrofóbicos, ou em contato com membranas. Além disso, a presença de fosfolipídios ácidos nas membranas aumenta a interação eletrostática destas com peptídeos positivamente carregados. Os estudos de dinâmica molecular em meio aquoso mostraram alta flexibilidade estrutural dos peptídeos e uma variedade de estados conformacionais, em que predominam conformações randômicas, sem, contudo deixar de apresentar alguma porção helicoidal. Além disso, foi mostrado que esses peptídeos possuem caráter anfifílico quando estruturados em hélice. / The aim of the present investigation was to study the structure/activity relationship of a series of mastoparan-like peptides presenting different patterns of amphipathicit given by their distinct amino acid sequences. The peptides were manually synthesized by using Fmoc strategy and purified under HPLC. The synthetic material homogeneity was analyzed by ESI mass spectrometry and Edman Degradation Chemistry. The secondary structure was investigated through circular dichroism (CD) spectroscopy. In addiction, the secondary structures were modeled and their structural trajectories observed through Molecular Dynamics. The interaction of peptides with membranes was investigated through the combination of synthetic vesicles with H/D exchange and ESI-mass spectrometry. Some biological activities, like: mast cell degranulation, hemolysis and antibiosis were investigated for all the peptides. The CD spectra revealed that the peptides in presence of hydrophobic environment or in presence of biological membranes have the tendency to form helix conformations. Highly organized structures were not observed in aqueous or buffer solutions, however, the peptides always presented some tendency to form helices. The mastoparans interacts strongly and preferentially with the charged PG headgroups. The positive charges of these peptides enable selective binding to bacterial membranes through electrostatic interactions. The molecular dynamic studies of the peptides in water solvent revealed that all the peptides have high structural flexibility and many conformational states. Probably, these molecules assume different conformational states depending on the environment. In addition, it has been shown that the helical conformation gives the amphipathic feature to these peptides. The insertion and orientation of the mastoparan in the bilayer environment was investigated by H/D exchange, combined with mass spectrometry analysis.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-22Bitstream added on 2015-04-09T12:48:12Z : No. of bitstreams: 1 000810644_20160915.pdf: 208157 bytes, checksum: c6656b5e8df5507808d5f01c0f4cd094 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-09-16T12:08:14Z: 000810644_20160915.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-16T12:08:46Z : No. of bitstreams: 1 000810644.pdf: 2074882 bytes, checksum: bbd737f347bffa395a2b3202247cb23b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A leishmaniose é considerada uma das 14 doenças negligenciadas segundo a Organização Mundial da Saúde, afetando cerca de 500 milhões de pessoas que vivem nas zonas subtropicais e tropicais. É causada pela infecção do hospedeiro por protozoários da família Leishmania, podendo ser do tipo cutânea, muco-cutânea e visceral. As atuais formas de tratamento da doença são através de pentavalentes antimoniais e drogas como Anfotericina B, porém ambos causam sérios efeitos colaterais, e alguns estudos sugerem que o parasita vem apresentando resistência. Neste trabalho investigamos peptídeos antimicrobianos com conhecida ação leishmanicida buscando parâmetros estruturais que possam ser responsáveis pela eficiência contra Leishmania. Sete peptídeos foram escolhidos, sendo cinco extraídos de anfíbios: Bombinin H2 e H4 da espécie Bombina variegata, Temporin A e B da espécie Rana temporária, e o Phylloseptin-1 da espécie Phyllomedusa azurea. E dois peptídeos provenientes de vespa, Decoralin com e sem o terminal-C amidado, sendo que somente a forma sem amidação é natural e ocorre na vespa solitária Ouremenes decoratus. Os parâmetros estruturais dos peptídeos escolhidos foram pesquisados através da técnica computacional de Dinâmica Molecular, em uma caixa de solvente contendo TFE/água na proporção 30/70 (v:v). Foram encontrados alguns fatores que podem estar relacionados à maior eficiência de alguns peptídeos, dentre eles o comprimento e estabilidade da hélice-α, o volume dos peptídeos, a anfipaticidade, e a solvatação da cadeia principal e dos terminais. Baseados nessas características 14 novos peptídeos foram desenhados buscando reproduzir e aperfeiçoar as caracteríticas estruturais daqueles peptídeos de melhor eficiência biológica. Esses peptídeos foram estudados por Dinâmica Molecular seguindo as mesmas condições dos peptídeos de referência. Dentre esses novos peptídeos alguns apresentaram ... / Leishmaniasis is considered one among 14 neglected diseases according to the World Health Organization, affecting about 500 million people that live in tropical and subtropical areas. The disease is caused by the infection of the host by a protozoan of the Leishmania family, and could be cutaneous, mucocutaneous or visceral. The current forms of treatment involve pentavalent antimonial drugs and others as amphotericin B; however, both cause serious side effects and some studies suggest that the parasite has already shown resistance. In this work, we investigate antimicrobial peptides with known leishmanicidal activity seeking structural parameters that could be correlated to their effectiveness against Leishmania. Seven peptides were chosen, five extracted from amphibian skins and secretions: Bombinin H2 and H4 from Bombina variegata, Temporin A and B from Rana temporaria, and Phylloseptin-1 from Phyllomedusa azurea. In addition, two peptides Decoralin with and without an amidated C-terminal, the natural form being the carboxylated, and occurring in the venom of the solitary wasp Ouremenes decoratus. The structural parameters of selected peptides were investigated by Molecular Dynamics, in a box containing the solvent TFE/water at 30/70 (v:v) concentration. Some features were found that may be related to the greater efficiency of these peptides. They include the length and stability of the α-helix, the volume of the peptides, the amphipathicity, and solvation of the backbone and terminals. Based on these features, 13 new peptides were designed to reproduce and enhance the structural features of those peptides with increased biological efficiency. The new peptides were studied by Molecular Dynamics following the same procedures used for the reference peptides. Among these new peptides some show optimized structural characteristics and will have their leishmanicidal activity determined

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-29Bitstream added on 2015-04-09T12:48:12Z : No. of bitstreams: 1 000810624_20170829.pdf: 165327 bytes, checksum: 7335e36c8ac7360ff615beba6af27f84 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-09-01T13:14:02Z: 000810624_20170829.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-09-01T13:15:01Z : No. of bitstreams: 1 000810624.pdf: 2405456 bytes, checksum: b0b79d0ba3d3f1f429b64fb272de2c61 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Muitos peptídeos extraídos de plantas e secreções de animais exibem um amplo espectro de atividade antimicrobiana contra bactérias gram-positivas, negativas, fungos e parasitas. Devido a essa característica e ao crescente aumento da resistência dos microrganismos patogênicos às formas de tratamento convencionais, especula-se a utilização destes peptídeos como possíveis novos fármacos. Por isso, várias técnicas experimentais e teóricas que fazem uso de sistemas miméticos do ambiente membranar têm sido utilizadas para se estudar os mecanismos de ação desta classe de peptídeos. No presente trabalho, utilizam-se simulações por Dinâmica Molecular com o intuito de investigar a influência de algumas características de interação peptídeo-peptídeo e peptídeo-membrana sobre a eficiência biológica de Protonectinas e Jeleínas. Protonectina e Protonectina 1-6 são peptídeos antimicrobianos, o primeiro apresenta atividade hemolítica, de degranulação de mastócitos e quimiotática, enquanto o segundo apresenta somente a atividade quimiotática. Dados experimentais indicam que a associação destes dois peptídeos (proporção 1:1) gera uma forma de estrutura supramolecular agregada e também aumenta as atividades hemolíticas e de degranulação de mastócitos, enquanto a atividade quimiotática decresce acentuadamente, ou seja, em associação eles apresentam um comportamento mais acentuado de interação com membranas. Tendo em vista estes resultados, especulam-se, neste trabalho, quais as interações entre Protonectina/Protonectina 1-6 (mistura) que estariam associadas à formação de tal estrutura agregada e quais as implicações desta estrutura no mecanismo de interação com membrana. Os resultados das simulações em água e micela de SDS para estes peptídeos indicam que há a tendência de agregação entre Protonectinas puras e Protonectina/Protonectina 1-6, e que esta ocorre por meio de ligações por ... / Many peptides extracted from plants and animal secretions exhibit a broad spectrum of antimicrobial activity against bacteria gram-negative, gram-positive, fungi and parasites. Due this characteristic and the increasing resistance of pathogenic microorganisms to conventional forms of treatment, it is speculated the use of these peptides as potential new drugs. Therefore, various experimental and theoretical techniques that make use of membrane mimetic systems have been used to study the mechanisms of action of this class of peptides. In this work, we use molecular dynamics simulations to understand the influence of some characteristics of interaction peptide-peptide and peptide-membrane on biological efficiency of the Protonectins and Jelleines. Protonectin and Protonectin 1-6 are antimicrobial peptides, the first shows hemolytic activity, mast cell degranulation and chemotaxis, while the second presents chemotactic activity. Experimental data indicate that the association between those two peptides (1:1) generates a supramolecular aggregate structure and also increases the hemolytic and mast cell degranulation activities, while the chemotactic activity decreases, i.e., in combination they exhibit accentuated behavior of the interaction with membranes. Based on these results in this work, we speculate, which the interactions between Protonectin/Protonectin 1-6 (mixture) that would be associated with the formation of aggregate structure and the implications of this structure in the interaction with membrane mechanism. The results of the simulations in water and SDS micelle for these peptides indicate that there is a tendency of aggregation between pure Protonectins and Protonectin/Protonectin 1-6, and that this occurs through intermittent hydrogen bonds. Furthermore, it was found that the electrostatic interactions between the mixture of peptides is less favorable than for the pure Protonectins, influencing the distance between the ...

Orientador: João Ruggiero Neto / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Renata Danielle Adati / Banca: Jorge Chahine / Banca: Eloi da Silva Feitosa / Resumo: Peptídeos antimicrobianos agem diretamente na matriz lipídica da membrana celular perturbando o empacotamento lipídico, criando tensões elásticas e desequilíbrio de massa, que são relaxados pela formação de poros ou defeitos que dão origem ao processo lítico. Polybia-MP1, ou simplesmente MP1, com sequência de aminoácidos IDWKKLLDAAKQIL-NH2, extraído da vespa nativa Polybia paulista, é um exemplo destes peptídeos. Além de potente atividade antimicrobiana ele inibe a proliferação celular em culturas de células de câncer de próstata e bexiga. Este efeito inibitório acredita-se ser devido à presença simultânea de aminofosfolipídios fosfatidilserina (PS) e fosfatidiletanolamina (PE) nas monocamadas externas das membranas destas células. Investigação da atividade lítica em vesículas unilamelares gigantes (GUVs) revelaram que o peptídeo induziu a formação de regiões fluorescentes densas que foram atribuídas à agregação peptídeo/lipídio ou então à segregação lipídica. A atividade permeabilizadora do MP1 foi também fortemente modulada quando as GUVs continham frações de aminofosfolipídios PS e PE. Foi observado que a permeabilidade induzida pelo MP1 aumentou dramaticamente para vesículas de PC/PE/PS (7:1:2) permitindo influxo de moléculas de 10 kDa. Esta tese investigou a habilidade do MP1 em perturbar o empacotamento lipídico usando monocamadas lipídicas como modelo de membrana. Foram utilizados três fosfolipídios: PC, PE e PS contendo duas cadeias acíclicas. Isotermas de compressão foram obtidas usando cuba de Langmuir conjugadas com microscópios de fluorescência e de ângulo de Brewster. Por meio de isotermas de compressão de filme lipídico foram investigadas a preferência do peptídeo pelas fases lipídicas e seu efeito na coexistência de fases e nas alterações induzidas na forma, tamanho e número de domínios sólidos. Utilizando cadeias acíclicas derivadas de ácidos mirístico e... / Abstract: Antimicrobial peptides act directly on the lipid matrix of the cell membrane by perturbing the lipid packing, creating elastic stresses and mass imbalance, that are relieved by the formation of pores or defects resulting in the lytic activity. Polybia MP1, or shortly MP1, with aminoacid sequence IDWKKLLDAAKQIL-NH2, extracted from the native wasp Polybia paulista is an example of these peptides. Beyond a potent antibacterial activity, it inhibits cell proliferation in prostate and bladder cancer cell cultures. This inhibitory effect is believed to be due to the simultaneous presence of aminophospholipids: phosphatidylserine (PS) and phosphatidylethanolamine (PE) on the outer leaflet of these cell membranes. Investigations of MP1 lytic activity in giant unilamellar vesicles (GUVs) revealed that the peptide induced some dense fluorescent regions on the vesicles that were interpreted as being due to peptide/lipid aggregation or to lipid segregation. The MP1 permeabilizing activity was also strongly modulated when fractions of aminophospholipids PS and PE were present in the lipid composition of these GUVs. It was observed that the permeability induced by MP1 increased dramatically for vesicles of PC/PE/PS (7:1:2) allowing influx of up to 10 kDa molecules. This thesis investigated the ability of MP1 in disturbing lipid packing using lipid monolayers as model membranes. Three diacylated phospholipids: PC, PE and PS were used. Compression isotherms obtained with Langmuir trough in conjunction with fluorescence and Brewster angle microscopies were used to investigate preferences of the peptide for lipid phases and its effects on the phase coexistence and on the changes of the shape, size and number of solid domains. Using diacyl chains derived from myristic and palmitic acids attached to PC, PE and PS polar heads it was possible to explore the role played by head groups and effect of the acyl chain lengths on the impact of the peptide in lipid ... / Doutor

Orientador: José Roberto Ruggiero / Coorientador: Marcia Perez dos Santos Cabrera / Banca: Antonio Caliri / Banca: Luis Paulo Barbour Scott / Banca: Sabrina Thais Broggio Costa / Banca: Leandro Cristante de Oliveira / Resumo: Muitos peptídeos extraídos de plantas e secreções de animais exibem um amplo espectro de atividade antimicrobiana contra bactérias gram-positivas, negativas, fungos e parasitas. Devido a essa característica e ao crescente aumento da resistência dos microrganismos patogênicos às formas de tratamento convencionais, especula-se a utilização destes peptídeos como possíveis novos fármacos. Por isso, várias técnicas experimentais e teóricas que fazem uso de sistemas miméticos do ambiente membranar têm sido utilizadas para se estudar os mecanismos de ação desta classe de peptídeos. No presente trabalho, utilizam-se simulações por Dinâmica Molecular com o intuito de investigar a influência de algumas características de interação peptídeo-peptídeo e peptídeo-membrana sobre a eficiência biológica de Protonectinas e Jeleínas. Protonectina e Protonectina 1-6 são peptídeos antimicrobianos, o primeiro apresenta atividade hemolítica, de degranulação de mastócitos e quimiotática, enquanto o segundo apresenta somente a atividade quimiotática. Dados experimentais indicam que a associação destes dois peptídeos (proporção 1:1) gera uma forma de estrutura supramolecular agregada e também aumenta as atividades hemolíticas e de degranulação de mastócitos, enquanto a atividade quimiotática decresce acentuadamente, ou seja, em associação eles apresentam um comportamento mais acentuado de interação com membranas. Tendo em vista estes resultados, especulam-se, neste trabalho, quais as interações entre Protonectina/Protonectina 1-6 (mistura) que estariam associadas à formação de tal estrutura agregada e quais as implicações desta estrutura no mecanismo de interação com membrana. Os resultados das simulações em água e micela de SDS para estes peptídeos indicam que há a tendência de agregação entre Protonectinas puras e Protonectina/Protonectina 1-6, e que esta ocorre por meio de ligações por ... / Abstract: Many peptides extracted from plants and animal secretions exhibit a broad spectrum of antimicrobial activity against bacteria gram-negative, gram-positive, fungi and parasites. Due this characteristic and the increasing resistance of pathogenic microorganisms to conventional forms of treatment, it is speculated the use of these peptides as potential new drugs. Therefore, various experimental and theoretical techniques that make use of membrane mimetic systems have been used to study the mechanisms of action of this class of peptides. In this work, we use molecular dynamics simulations to understand the influence of some characteristics of interaction peptide-peptide and peptide-membrane on biological efficiency of the Protonectins and Jelleines. Protonectin and Protonectin 1-6 are antimicrobial peptides, the first shows hemolytic activity, mast cell degranulation and chemotaxis, while the second presents chemotactic activity. Experimental data indicate that the association between those two peptides (1:1) generates a supramolecular aggregate structure and also increases the hemolytic and mast cell degranulation activities, while the chemotactic activity decreases, i.e., in combination they exhibit accentuated behavior of the interaction with membranes. Based on these results in this work, we speculate, which the interactions between Protonectin/Protonectin 1-6 (mixture) that would be associated with the formation of aggregate structure and the implications of this structure in the interaction with membrane mechanism. The results of the simulations in water and SDS micelle for these peptides indicate that there is a tendency of aggregation between pure Protonectins and Protonectin/Protonectin 1-6, and that this occurs through intermittent hydrogen bonds. Furthermore, it was found that the electrostatic interactions between the mixture of peptides is less favorable than for the pure Protonectins, influencing the distance between the ... / Doutor

Orientador: Marcia Perez dos Santos Cabrera / Coorientador: José Roberto Ruggiero / Banca: Léo Degrève / Banca: João Ruggiero Neto / Resumo: A leishmaniose é considerada uma das 14 doenças negligenciadas segundo a Organização Mundial da Saúde, afetando cerca de 500 milhões de pessoas que vivem nas zonas subtropicais e tropicais. É causada pela infecção do hospedeiro por protozoários da família Leishmania, podendo ser do tipo cutânea, muco-cutânea e visceral. As atuais formas de tratamento da doença são através de pentavalentes antimoniais e drogas como Anfotericina B, porém ambos causam sérios efeitos colaterais, e alguns estudos sugerem que o parasita vem apresentando resistência. Neste trabalho investigamos peptídeos antimicrobianos com conhecida ação leishmanicida buscando parâmetros estruturais que possam ser responsáveis pela eficiência contra Leishmania. Sete peptídeos foram escolhidos, sendo cinco extraídos de anfíbios: Bombinin H2 e H4 da espécie Bombina variegata, Temporin A e B da espécie Rana temporária, e o Phylloseptin-1 da espécie Phyllomedusa azurea. E dois peptídeos provenientes de vespa, Decoralin com e sem o terminal-C amidado, sendo que somente a forma sem amidação é natural e ocorre na vespa solitária Ouremenes decoratus. Os parâmetros estruturais dos peptídeos escolhidos foram pesquisados através da técnica computacional de Dinâmica Molecular, em uma caixa de solvente contendo TFE/água na proporção 30/70 (v:v). Foram encontrados alguns fatores que podem estar relacionados à maior eficiência de alguns peptídeos, dentre eles o comprimento e estabilidade da hélice-α, o volume dos peptídeos, a anfipaticidade, e a solvatação da cadeia principal e dos terminais. Baseados nessas características 14 novos peptídeos foram desenhados buscando reproduzir e aperfeiçoar as caracteríticas estruturais daqueles peptídeos de melhor eficiência biológica. Esses peptídeos foram estudados por Dinâmica Molecular seguindo as mesmas condições dos peptídeos de referência. Dentre esses novos peptídeos alguns apresentaram ... / Abstract: Leishmaniasis is considered one among 14 neglected diseases according to the World Health Organization, affecting about 500 million people that live in tropical and subtropical areas. The disease is caused by the infection of the host by a protozoan of the Leishmania family, and could be cutaneous, mucocutaneous or visceral. The current forms of treatment involve pentavalent antimonial drugs and others as amphotericin B; however, both cause serious side effects and some studies suggest that the parasite has already shown resistance. In this work, we investigate antimicrobial peptides with known leishmanicidal activity seeking structural parameters that could be correlated to their effectiveness against Leishmania. Seven peptides were chosen, five extracted from amphibian skins and secretions: Bombinin H2 and H4 from Bombina variegata, Temporin A and B from Rana temporaria, and Phylloseptin-1 from Phyllomedusa azurea. In addition, two peptides Decoralin with and without an amidated C-terminal, the natural form being the carboxylated, and occurring in the venom of the solitary wasp Ouremenes decoratus. The structural parameters of selected peptides were investigated by Molecular Dynamics, in a box containing the solvent TFE/water at 30/70 (v:v) concentration. Some features were found that may be related to the greater efficiency of these peptides. They include the length and stability of the α-helix, the volume of the peptides, the amphipathicity, and solvation of the backbone and terminals. Based on these features, 13 new peptides were designed to reproduce and enhance the structural features of those peptides with increased biological efficiency. The new peptides were studied by Molecular Dynamics following the same procedures used for the reference peptides. Among these new peptides some show optimized structural characteristics and will have their leishmanicidal activity determined / Mestre

Orientador: João Ruggiero Neto / Banca: Margarete Teresa Gottardo de Almeida / Banca: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Banca: Fátima Pereira de Souza / Banca: Fernando Alves de Melo / Resumo: Peptídeos antimicrobianos (PAMs) são componentes do sistema imune inato, que estão presentes na maioria dos organismos vivos cujo interesse é crescente devido à sua potente atividade antimicrobiana contra uma vasta gama de microrganismos, juntamente com a sua baixa toxicidade, em geral, para as células de mamíferos. Esse trabalho teve a finalidade de desenvolver um peptídeo antimicrobiano curto com as mesmas características estruturais do peptídeo Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2) extraído da vespa Polybia paulista que conferem ação antimicrobiana e seletividade, tais como: o posicionamento relativo dos resíduos de aminoácidos carregados, um resíduo ácido na posição N-terminal, a hidrofilicidade e a ampla face polar. Foi idealizado e sintetizado um peptídeo denominado L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) e dois análogos com modificações na região do Nterminal; um acetilado (Ac-L1A) e outro com o ácido orto-aminobenzóico (Abz), uma sonda fluorescente extrínseca, ligado covalentemente ao N-terminal, esse peptídeo teve o triptofano substituído por um resíduo de valina (Abz-L1A-W8V). Analisou-se a fluorescência estática e dinâmica do triptofano e do Abz, que apresentaram significante deslocamento quando os peptídeos são adsorvidos em vesículas lipídicas; a supressão da fluorescência por acrilamida mostrou que os fluoróforos em vesículas aniônicas estão menos expostos ao solvente do que em vesículas zwitterionicas. A atividade lítica em vesículas a partir das curvas de doseresposta também reforça que os três peptídeos são mais eficientes em vesículas aniônicas, além disso, que os análogos foram mais eficientes. Estas observações foram compatíveis com o maior teor helicoidal (observado em dinâmica molecular e dicroísmo circular) seus fluoróforos se enterram mais profundamente em vesícula aniônica. Dados de MD e CD demonstraram uma relação entre a estabilidade da hélice e a ausência de carga ... / Abstract: Antimicrobial peptides (AMPs) are components of the innate immune system, which are present in the majority of the living organisms and whose interest is growing due to their potent antimicrobial activity against a broad range of microorganisms, coupled with their usually low toxicity to mammalian cells. In an effort to develop short antimicrobial peptides with the same structural characteristics that imparted selectivity to Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2): the relative positioning of acid and basic residues, an acid residue at the N-terminus, hydrophilicity and the broad polar face. MP1 is a potent antimicrobial, antitumoral and non-hemolytic peptide. We generated a peptide named L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) and two analogs with N-terminus modifications; one acetylated (Ac-L1A) and other was extrinsic fluorescent labeled with ortho-aminobenzoic acid (Abz) in which the tryptophan was substituted by valine (Abz-L1A-W8V). We analyzed static and time-resolved fluorescence of tryptophan and ortho-aminobenzoic acid were used and showed significant blue shift when peptides are adsorbed in lipid vesicles and the fluorescence quenching by acrylamide showed that fluorophores in anionic vesicles, are less exposed to the solvent than in neutral vesicles. The lytic activity in vesicles showed from dose-response curves that the three peptides were more efficient in anionic vesicles moreover that the analogs were more efficient. These observations were compatible with the higher helical content (observed in Molecular Dynamics and Circular Dichroism) and deeper burying of the fluorophores in anionic vesicle. MD and CD data demonstrated a relationship between the stability of the helix and the absence of load on the N-terminal. L1A and Ac-L1A presented potent antimicrobial selective against Gram negative bacteria without being hemolyitic while Abz -L1A -W8V was mildly hemolytic / Doutor

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-19Bitstream added on 2015-04-09T12:48:12Z : No. of bitstreams: 1 000809190_20160919.pdf: 563233 bytes, checksum: 7e88ada7742983c9e70b9e7afa9e4627 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-09-19T11:17:03Z: 000809190_20160919.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-19T11:17:39Z : No. of bitstreams: 1 000809190.pdf: 1213447 bytes, checksum: 4f2181a0a93fd547e190acd7930623fe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Peptídeos antimicrobianos (PAMs) são componentes do sistema imune inato, que estão presentes na maioria dos organismos vivos cujo interesse é crescente devido à sua potente atividade antimicrobiana contra uma vasta gama de microrganismos, juntamente com a sua baixa toxicidade, em geral, para as células de mamíferos. Esse trabalho teve a finalidade de desenvolver um peptídeo antimicrobiano curto com as mesmas características estruturais do peptídeo Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2) extraído da vespa Polybia paulista que conferem ação antimicrobiana e seletividade, tais como: o posicionamento relativo dos resíduos de aminoácidos carregados, um resíduo ácido na posição N-terminal, a hidrofilicidade e a ampla face polar. Foi idealizado e sintetizado um peptídeo denominado L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) e dois análogos com modificações na região do Nterminal; um acetilado (Ac-L1A) e outro com o ácido orto-aminobenzóico (Abz), uma sonda fluorescente extrínseca, ligado covalentemente ao N-terminal, esse peptídeo teve o triptofano substituído por um resíduo de valina (Abz-L1A-W8V). Analisou-se a fluorescência estática e dinâmica do triptofano e do Abz, que apresentaram significante deslocamento quando os peptídeos são adsorvidos em vesículas lipídicas; a supressão da fluorescência por acrilamida mostrou que os fluoróforos em vesículas aniônicas estão menos expostos ao solvente do que em vesículas zwitterionicas. A atividade lítica em vesículas a partir das curvas de doseresposta também reforça que os três peptídeos são mais eficientes em vesículas aniônicas, além disso, que os análogos foram mais eficientes. Estas observações foram compatíveis com o maior teor helicoidal (observado em dinâmica molecular e dicroísmo circular) seus fluoróforos se enterram mais profundamente em vesícula aniônica. Dados de MD e CD demonstraram uma relação entre a estabilidade da hélice e a ausência de carga ... / Antimicrobial peptides (AMPs) are components of the innate immune system, which are present in the majority of the living organisms and whose interest is growing due to their potent antimicrobial activity against a broad range of microorganisms, coupled with their usually low toxicity to mammalian cells. In an effort to develop short antimicrobial peptides with the same structural characteristics that imparted selectivity to Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2): the relative positioning of acid and basic residues, an acid residue at the N-terminus, hydrophilicity and the broad polar face. MP1 is a potent antimicrobial, antitumoral and non-hemolytic peptide. We generated a peptide named L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) and two analogs with N-terminus modifications; one acetylated (Ac-L1A) and other was extrinsic fluorescent labeled with ortho-aminobenzoic acid (Abz) in which the tryptophan was substituted by valine (Abz-L1A-W8V). We analyzed static and time-resolved fluorescence of tryptophan and ortho-aminobenzoic acid were used and showed significant blue shift when peptides are adsorbed in lipid vesicles and the fluorescence quenching by acrylamide showed that fluorophores in anionic vesicles, are less exposed to the solvent than in neutral vesicles. The lytic activity in vesicles showed from dose-response curves that the three peptides were more efficient in anionic vesicles moreover that the analogs were more efficient. These observations were compatible with the higher helical content (observed in Molecular Dynamics and Circular Dichroism) and deeper burying of the fluorophores in anionic vesicle. MD and CD data demonstrated a relationship between the stability of the helix and the absence of load on the N-terminal. L1A and Ac-L1A presented potent antimicrobial selective against Gram negative bacteria without being hemolyitic while Abz -L1A -W8V was mildly hemolytic

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-16. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:13Z : No. of bitstreams: 1 000846885.pdf: 505151 bytes, checksum: ad11474b84c8cf10e34014ace8c2c242 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Peptdeos antimicrobianos possuem em geral cadeias curtas, carga líquida positiva devido ao excesso dos res duos b asicos e são ricos em amino acidos hidrof obicos. Possuem um grande potencial farmacológico, com atividade antimicrobiana modulada por interações eletrost aticas e hidrof obicas. Neste trabalho utilizou-se o pept deo sintético L1A (IDGLKAIWKKV ADLLKNT NH2), que devido aos res duos de acido asp artico e lisinas constituintes de sua cadeia, possui carga liquida +3, em pH neutro. Foram analisadas as insuficiências do pH e da carga de ves culas aniônicas na adsorçãao do pept deo. Este estudo utilizou medidas de potencial eletrocin etico de ves culas e experimentos de titulação monitorados por dicro smo circular (CD). A adsorção do L1A a LUVs de POPC e misturas POPC/POPG em diferentes proporções de POPG, foi medida nos pHs 4, 7 e 10. Os espectros de dicro smo circular dos peptídeos, na presença de vesícula, apresentaram caracter sticas de estruturas helicoidais, enquanto apresentaram estruturas desordenadas em tampão. As frações de hélices obtidas são maiores quando o pept deo adsorve em ves culas com maiores quantidades de POPG, indicando forte contribuição eletrost atica. As constantes aparentes de adsorção dos pept deos as membranas modelo foram calculadas atrav es da elipticidade de CD normalizada em 222 nm, obtidas por titulações de pept deo com ves culas. A a - nidade do pept deo a ves culas aniônicas e signi cativamente maior do que a ves culas zwitteriônicas, o que refor ca a import ancia das interçõeoes eletrost aticas no processo de adsorção do pept deo na bicamada. O efeito conjunto de carga das ves culas e de pH resultaram em signi cativa regulação de carga do pept deo resultando em valores de carga efetiva alta em pH 4,0 devido a protonação dos res duos de asp artico. Em pH 10,0 a pequena carga efetiva calculada deve-se as desprotona ações do N-terminal e das lisinas... / Antimicrobial peptides have in general short chains, positive net charge due to the excess of basic residues and are rich in hydrophobic amino acids. They have pharmacological potential as antimicrobial agents and their activity is modulated by electrostatic and hydrophobic interactions. In this work, we used the synthetic peptide L1A (IDGLKAIWKKV ADLLKNT NH2) that due to its acid and basic residues have an net charge +3, at neutral pH. The e ects of the pH and of the charges of anionic vesicles on the adsorption of L1A were analized. This study used measurement of electrokinetic potential of vesicles and titration experiments monitored by circular dichroism spectroscopy (CD). Adsorption of L1A to POPC and POPC/POPG LUVs in di erent POPG contents were assessed in the pH 4.0, 7.0 and 10.0. Circular dichroism spectra of the peptides in the presence of vesicles showed to features of helical structures; while random coil structures were observed at bu er for all the used pHs. The helical content was evaluated and showed to increase when the peptide adsorbs into vesicles with increasing amounts of POPG, indicating that there is a strong electrostatic contribution. Partition coe cients were calculated through the normalized CD ellipticities at 222 nm and showed that the a nity of the peptide for anionic model membranes is e ectively higher than those found for zwitterionic ones. It reinforces the importance of the electrostatic contribution to the process of peptide-lipid interaction. The coupled e ect of the vesicle charge and pH lead to signi cant charge regulation of the peptide resulting in high values of e ective charge at pH 4.0 due to the deprotonation of aspartic acid residues. At pH 10.0 the estimated e ective charge is small as a consequence of the deprotonation of both N-terminus and the lysines. The electrostatic and interfatial free energies seems to be additive only at pH 4.0, especially for the bilayers with higher content...

Orientador: João Ruggiero Neto / Banca: Amando Siuiti Ito / Banca: Sebastião R. Taboga / Banca: Manoel de Arcísio Miranda Filho / Banca: Marcia Perez dos Santos Cabrera / Resumo: Peptídeos bioativos são de grande interesse como substitutos de antibióticos e quimioterápicos convencionais já que, alguns deles apresentam atividades antimicrobiana, antifúngica e/ou anticâncer. Eles são predominantemente catiônicos e sua atividade tem se mostrado ser modulada por interações eletrostáticas, contribuições hidrofóbicas e por características elásticas da membrana, o seu alvo. O peptídeo mastoparano Polybia MP1 (MP1) possui dois resíduos ácidos (D2 e D8) e três resíduos básicos (K4, K5 and K11), que somados ao C terminal amidado conferem a ele uma carga elétrica líquida relativamente baixa, Q= +2. Nesta tese, foi analisada a importância da sequência de aminoácidos do MP1, da sua carga elétrica líquida e da sua hidrofobicidade média na interação com distintas membranas modelo, já que a presença de resíduos ácidos é rara dentre os peptídeos bioativos e além disto, o MP1 apresenta elevadas atividades antimicrobiana e anticâncer sem ser hemolítico. Para entender a sua especificidade e o seu mecanismo de ação em células bacterianas e de câncer, a atividade e a afinidade do MP1 foi acessada através de espectroscopia de fluorescência e de dicroísmo circular, medidas de potencial eletrocinético e de espalhamento de luz dinâmico e microscopia confocal. Estas técnicas permitiram a observação da estruturação do peptídeo, da sua partição da água para a interface de membranas modelo, da sua atividade lítica e da agregação dos lipossomos devido a sua adição. Assim, foi possível estimar as contribuições energéticas envolvidas no sistema além das dimensões dos danos causados pelo MP1 na superfície da membrana. MP1 mostrou que sua baixa carga elétrica líquida e a presença de dois resíduos ácidos na sua sequência de aminoácidos apresentam um papel importante em modular a sua estruturação e a sua atividade em uma ampla gama de composições lipídicas. Isso é atribuído... / Abstract: Bioactive peptides are of high interest as substitutes of conventional drugs since some of them present antimicrobial, antifungal and/or anticancer action. They are predominantly cationic and it has been shown that their activity is modulated by electrostatic interactions, hydrophobic contributions and the elastic features of the membranes their target. The mastoparan peptide Polybia MP1 (MP1) possesses two acidic residues (D2 and D8) and three basic ones (K4, K5 and K11), which together with the amidation of the C-terminal confers to it a relatively low net charge Q=+2. In this thesis, we analyzed the importance of the MP1 amino acid sequence, charge and hidrophobicity to the interaction with distinct model membranes, since the presence of acidic residues is a rare characteristic among the bioactive peptides and, beyond this, MP1 presents high antimicrobial and anticancer activities without being hemolytic. In search of understand its specificity and mechanism of action for bacteria and cancer cells, the activity and affinity of MP1 was assessed through circular dichroism and fluorescence spectroscopy, electrophoretic and dynamic light scattering measurements, and confocal microscopy. These techniques allowed the observation of the peptide structuration, the peptide partitioning from water to the model membranes interface, the peptide lytic activity, and the liposome aggregation due to peptide addition. From this, it was possible estimate the energetic contributions involved in the system, besides the dimension of the damages caused by MP1 on the membranes surface. MP1 showed that its low net charge and the presence of two acidic residues play an important role in modulating its structuration and activity in a wide range of lipid compositions, by equilibrating electrostatic and non-electrostatic contributions giving basis to understand its action as bioactive... / Doutor