Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-05T17:40:23Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlaTatianadeMirandaHonorato.pdf: 1189980 bytes, checksum: 080332f15aa1d206d495e2b3ce7e77a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2010-03-08T13:53:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlaTatianadeMirandaHonorato.pdf: 1189980 bytes, checksum: 080332f15aa1d206d495e2b3ce7e77a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-08T13:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlaTatianadeMirandaHonorato.pdf: 1189980 bytes, checksum: 080332f15aa1d206d495e2b3ce7e77a4 (MD5) Previous issue date: 2009 / As secreções cutâneas dos anfíbios são reconhecidas como uma rica fonte de peptídeos biologicamente ativos há bastante tempo. Devido as suas propriedades antimicrobianas e ao seu mecanismo de ação que independe da interação com um receptor específico, cada vez mais, os peptídeos isolados dessas secreções vêm sendo considerados como uma opção alternativa aos antibióticos disponíveis comercialmente. Muitas linhagens bacterianas têm apresentado resistência a tais drogas e o fato dos peptídeos antimicrobianos de anuros estarem disponíveis em quantidades satisfatórias na natureza tem facilitado a pesquisa nessa área. O presente estudo teve como objetivo geral proceder à análise peptidômica da secreção cutânea do anuro Eupemphix nattereri com ênfase na prospecção de peptídeos antimicrobianos para aplicações terapêuticas. Como resultados do presente estudo, foram isolados e caracterizados três peptídeos antimicrobianos, denominados nattererinas. As nattererinas identificadas foram sintetizadas quimicamente e apresentaram atividade citolítica contra bactérias Gram positivas e Gram-negativas e baixa atividade hemolítica. Dentre suas propriedades estruturais, podemos ressaltar tratar-se de peptídeos catiônicos (com 30 resíduos de aminoácidos) que adquirem conformação em α-hélice na presença de TFE 50% (v/v). A pesquisa nessa área é de extrema importância, visto que a caracterização dos componentes presentes na secreção cutânea de anuros pode ajudar em identificações taxonômicas, bem como, fomentar a indústria farmacêutica com modelos para o desenho de novas drogas terapêuticas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Amphibian skin secretions have been knowledge as a rich source of antimicrobial peptides for a long time. The outcome of antibiotic resistant bacterial species is an increasing problem, which encourages the search of new compounds in nature, for example, over anurans’ skin secretion. Due to its antimicrobial properties and mechanism of action, which is independent of specific receptors, these peptides have been considered as an alternative to the available antibiotics. The present study describes peptidômica analysis of the cutaneous secretion from the frog Eupemphix nattereri, focusing on antimicrobial peptides. As results of the present work, three antimicrobial peptides, named nattererins, were isolated and characterized. The identified nattererins were synthesized and tested against Gram-positive and Gram-negatives bacteria showing antimicrobial activity and low hemolytic activity. Nattererins are cationic peptides (30 amino acid residues long) and adopt an α-helical conformation in the presence of TFE 50% (v/v). Regarding the obtained results, naturally occurring bioactive peptides from amphibian skin can be a source of pharmaceutically interesting compounds, which endorses a higher investment in this kind of study. In addition, these peptides also can help in the taxonomy of anurans species.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-15T11:27:01Z No. of bitstreams: 1 talithacaiafaferreiraalvesbotelho.pdf: 1130454 bytes, checksum: c1b10245c9b48a2632cac3cd710bbb13 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T12:22:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 talithacaiafaferreiraalvesbotelho.pdf: 1130454 bytes, checksum: c1b10245c9b48a2632cac3cd710bbb13 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T12:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 talithacaiafaferreiraalvesbotelho.pdf: 1130454 bytes, checksum: c1b10245c9b48a2632cac3cd710bbb13 (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A crescente busca por novos compostos antimicrobianos, devido a altas taxas de resistência aos mesmos, tem sido objeto de estudo de vários pesquisadores no desenvolvimento de ferramentas para descobrimento e desenho de novos antimicrobianos. No presente trabalho utilizamos três estirpes de Brucella abortus: RB51, S19 e S2308. As bactérias são cocobacilos, gram-negativas, intracelulares facultativas e, agente etiológico da brucelose em bovinos, bubalinos, humanos, ovinos e outros animais. O difícil tratamento da doença através da combinação de diferentes antibióticos está associado às altas taxas de resistência aos antibióticos utilizados contra a Brucella abortus, tornando-a uma bactéria de difícil controle e ao mesmo tempo um campo extenso de estudo para novos agentes antimicrobianos. Os peptídeos sintéticos são uma alternativa promissora como agentes antimicrobianos. No presente trabalho foram usados os peptídeos (Lalb1; Lalb1.2; Lalb1.3; Lrot3.5; Lrot3.6; Lrot3.7 e Lrot3.8) que possuem características baseadas em peptídeo naturais produzidos pelas plantas Lippia alba(Lalb) e Lippia rotundifolia (Lrot), e que foram modificados utilizando-se ferramentas computacionais de modelagem. Todos os peptídeos apresentaram atividade antimicrobiana em alguma das concentrações testadas (8, 16, 32, 64 e 128 μg/mL). Os peptídeos Lrot3.5 e Lrot3.6 além de apresentarem atividade antimicrobiana contra as três estirpes estudas na concentração 32μg/mL e demonstraram não diminuir a viabilidade celular de macrófagos em testes com redução de tetrazolio (MTT). Estes são, portanto, peptídeos promissores para estudos adicionais. / The search for new antimicrobial compounds leads many researchers to the development of tool for antimicrobial prospection and design due to the increasing of antibiotic resistance by bacteria. In the present study, three strains of Brucella abortus were used: RB51, S19 and S2308. The bacteria are coccobacilli, gramnegative, facultative intracellular and etiological agents of brucellosis in cattle, buffaloes, humans, sheep, and other animals. The treatment is very difficult and a combination of different antibiotics associated to high antibiotic resistance rates for commonly used drugs against Brucella abortus increases the difficult of microorganism control. Thus, an avenue of opportunities for an extensive research field for antimicrobial agents’ studies is opened. Synthetic peptides are a promising alternative for the development of new antimicrobial agents. In this study, the following synthetic peptides were used: Lalb1.2; Lalb1.3; Lrot3.5; Lrot3.6; Lalb1; Lrot3.7 and Lrot3.8 against Brucella strains. These peptides were developed based on natural characteristics of antimicrobial peptides produced by plants using Lippia alba (Lalb) and Lippia rotundifolia (Lrot) leaf transcritptome for antimicrobial prospection. All peptides showed antimicrobial activity for all of the evaluated concentrations (8, 16,32, 64 and 128 mg/mL). TheLrot3.5 and Lrot3.6 peptides showed antimicrobial activity against all of the three studied strains at the concentration 32μg/mL. These peptides at this concentration do not decrease cell viability of macrophages in tetrazolium reduction (MTT) tests and are prospective peptides for additional studies.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-12T14:10:10Z No. of bitstreams: 2 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-12T14:10:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T14:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The emergence of pathogenic agents resistant to conventional drugs has stimulated the search for new classes of antimicrobial and antiparasitic agents from natural sources. Among these, it highlights antimicrobial peptides (AMPs), which have mechanisms not dependent on the interaction with a specific receptor, providing new possibilities for the development of drugs against resistant organisms. The present study aimed to purify and characterize biochemically the peptides of B. atrox and B. jararacussu snakes venoms, as well as to evaluate the antimicrobial and antiparasitic activities of the peptides against the strains: Staphylococcus aureus (ATCC 29213), Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883); Leishmania amazonensis (IFLA/BR/97/PH8), and Plasmodium falciparum (clone W2, resistant to chloroquine). In this work, we carried out a comprehensive analysis of peptides presents in the venom of B. atrox and B. jararacussu using the combination of Amicon ultrafiltration of 3kDa, high performance liquid chromatography in reverse phase and mass spectrometry with electrospray ionization (Electrospray-Ion Trap-Time of Flight). Sixteen peptides were identified in both venoms, with mass range 444.17 to 1356.73 Da and primary structure between 3 to 13 residues. Among them 13 are unique sequences, including 7 peptides and 6 bradykinin-potentiating peptides (BBPs). The other peptides refer to 2 metallopeptidases inhibitor found in both peptidome venoms, but not described for these species, besides 1 BPP identified in the venom of B. atrox, the BPP-Bax12 with peptide sequence described. Some of the new peptides identified showed antibacterial activity against K. pneumoniae, P. aeruginosa and S. aureus, and low hemolytic activity, but did not demonstrate antiparasitic activity. Therefore, in this study 13 new peptides were identified from the B. atrox and B. jararacussu snake venoms, and some with relevant bacterial activities, which can assist in the development of new drugs against multiresistant microorganisms. / O surgimento de agentes patogênicos resistentes aos fármacos convencionais, têm estimulado a procura de novas classes de agentes antimicrobianos e antiparasitários a partir de fontes naturais. Dentre estes, destacam-se os antimicrobianos (AMPs), que possuem mecanismos não dependentes da interação com um receptor específico, oferecendo novas possibilidades para o desenvolvimento de medicamentos contra microrganismos resistentes. O presente estudo teve como objetivo purificar e caracterizar bioquimicamente o conteúdo peptídico dos venenos das serpentes B. atrox e B. jararacussu, além de avaliar as atividades antimicrobiana e antiparasitárias dos peptídeos frente as cepas: Staphylococcus aureus (ATCC 29213), Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883); Leishmania amazonensis (IFLA/BR/97/PH8), e Plasmodium falciparum (clone W2, resistente à cloroquina). Neste trabalho realizou-se uma análise abrangente dos peptídeos presentes nos venenos de B. atrox e B. jararacussu utilizando a combinação de ultrafiltração em Amicon de 3kDa, cromatografia líquida de alta perfomance em fase reversa e espectrometria de massas com ionização por electrospray (Electrospray-Ion Trap-Time of Flight). Foram identificados 16 peptídeos em ambos os venenos, com massas moleculares de 444,17 a 1.356,73 Da e estrutura primária variando de 3 a 13 aminoácidos. Dentre os quais, 13 são sequências únicas, incluindo 7 peptídeos e 6 peptídeos potenciadores de bradicinina (BBPs). Os demais peptídeos referem-se a 2 inibidores de metalopeptidases encontrados em ambos os venenos, porém não descritos para estas espécies, além de 1 BPP identificado no veneno de B. atrox, o BPP-Bax12 com sequência peptídica descrita. Alguns dos novos peptídeos identificados apresentaram atividade antibacteriana contra K. pneumoniae, P. aeruginosa e S. aureus, e baixa atividade hemolítica, porém não demonstraram atividade antiparasitária. Portanto, neste estudo foram identificados 13 novos peptídeos a partir dos venenos de B. atrox e B. jararacussu, e alguns com atividades bacterianas relevantes, que podem auxiliar no desenvolvimento de novos fármacos contra microrganismos multirresistentes.

Os peptídeos antimicrobianos tem sido alvo de cada vez mais estudos como candidatos a antibióticos naturais devido a seu amplo espectro de ação e baixa suceptibilidade a induzir resistência microbiana. Carentes de sistema imune específico, os invertebrados contam com um eficiente sistema imune inato para se defenderem de microrganismos patogênicos, incluindo uma coleção de peptídeos antimicrobianos. Através de cromatografia, ensaios antimicrobianos, espectrometria de massas e análise em banco de dados, isolou-se frações do muco de lesmas da espécie P boraceiensis com efeito antimicrobiano e obteve-se sequencias mais prováveis de fragmentos de algumas das frações ativas encontradas, relacionando-os as proteínas e peptídeos conhecidos mais similares e sugerindo relação entre as sequencias encontradas, as proteínas e peptídeos similares, bem como possível relação com atividade antimicrobiana. Obteve-se uma gama de frações ativas contra bactérias e/ou leveduras e sequências e informações relacionadas que podem ser úteis para futuros estudos de isolamento e caracterização de fatores antimicrobianos no muco de P boraceiensis. / Antimicrobial peptides are becoming increasingly more important as natural antibiotics candidates since they show a broad spectrum of action and low suceptibility to induce microbial resistance. Lacking specific imunne system, invertebrates count with an efficient innate imunne system to deffend theirselves from pathogenic microrganisms, including a collection of antimicrobial peptides. Through chromatografy, antimicrobial tests, mass spectometry and database analysis, we isolated fractions from the mucucs of P boraceiensis slugs showing antimicrobial effect. We obtained most propable sequences from several active fractions, relating them with most similar known peptides and proteins. There were sugesteg some possible connections between the found sequences and related peptides and proteins as well as possible antimicrobial activity relations. We found several active fractions against bacteria and/or yeast as well as sequences and related information that may be usefull in further isolation and caracterization studies of antimicrobial factors in P boraceiensis mucus.

Interações de peptídeos antimicrobianos com modelos de membranas biológicas têm sido extensivamente estudadas para entender as funções destes peptídeos e para elucidar seus mecanismos de ação. Muitos esforços têm sido realizados para aumentar a potência e a especificidade desses peptídeos com o propósito de serem mais seletivos aos organismos patogênicos do que às células dos hospedeiros, como também para um melhor entendimento desta classe de processo biológico. Os mecanismos geralmente propostos para a atividade antimicrobiana envolvem a permeabilização das membranas celulares pela formação de poros ou por outras mudanças nas membranas. Um ponto fundamental no entendimento da atividade é que a composição de lipídeos das membranas dos patógenos e dos hospedeiros é diferente, observação que é entendida como a chave principal da seletividade dos peptídeos antimicrobianos. O objetivo do presente trabalho é contribuir para o entendimento da ação de peptídeos antimicrobianos pelo estudo, por simulação molecular, do peptídeo antimicrobiano indolicidina e de alguns de seus mutantes. A indolicidina é um peptídeo constituído por 13 resíduos de aminoácidos que foi isolada dos neutrófilos de bovinos cuja função é ingerir e matar bactérias. Apesar de numerosos estudos experimentais, não se sabe ainda como a indolicidina atua. Este conhecimento é importante tanto no entendimento dos processos de defesa dos organismos multicelulares como no desenvolvimento de novos antibióticos. Estas questões foram abordadas através do estudo do comportamento da indolicidina e de alguns dos seus mutantes em solução aquosa e em interação com modelos de membranas celulares. / Interactions of the antimicrobial peptides with biological membrane models have been broadly studied to understand the function and the action mechanism of this class of peptides. Many efforts have been realized to increase the potency and the specificity of these peptides with the purpose of obtain more selective pathogen antimicrobials with decrease of the toxic effects and for a better explanation of the biological process concerned in the peptide action. The action mechanism approached to antimicrobial peptides concern the cellular membrane permeation by pore formation or other type of membrane disruption. A fundamental point in the knowledge of the activity is the distinct lipid composition of pathogen and host cells that is conceived as the principal key point in the selectivity of the antimicrobial peptides. The aim of the present work is to contribute for the knowledge of the action of the antimicrobial peptide indolicidin and some of its mutants by molecular dynamics simulation. The indolicidin is a short 13 amino acid residues antimicrobial peptide that was isolated from bovine neutrofils that have the function of ingest and kill pathogens. The action mechanism of the indolicidin is not yet known despite of numerous experimental studies realized with this peptide. The interaction of the indolicidin with the membrane models is important both for the knowledge of the defense machinery of the live organisms and for the development of new antimicrobials. These questions were approached by the study of the indolicidin and some of its mutants in solution and in interaction with cell membrane models.

Os invertebrados impedem o estabelecimento de uma infecção através de uma resposta imune eficiente. Esta resposta envolve reações celulares e humorais. Existem poucos trabalhos sobre a imunidade das aranhas. O principal objetivo deste estudo foi verificar o papel dos hemócitos e dos peptídeos antimicrobianos na resposta imune da aranha Acanthoscurria gomesiana. Inicialmente, a localização relativa da gomesina e da acanthoscurrina foi determinada, mostrando que 58% dos hemócitos armazenam os dois peptídeos antimicrobianos. Além disso, foi verificado que a gomesina é direcionada aos grânulos dos hemócitos da forma de pró-peptídeo. Observou-se ainda, que após um desafio, os hemócitos migram para o sítio de infecção, onde deve secretar componentes da cascata de coagulação e peptídeos antimicrobianos. Além disso, os resultados mostraram que a fagocitose não é o principal mecanismo ativado após uma infecção. Assim sendo, as principais respostas imunes da aranha são através da coagulação e secreção dos peptídeos antimicrobianos. / Invertebrates avoid the infection establishment through an efficient immune response. This response consists in cellular and humoral reactions. Few data are available concerning the spider\'s immunity. The main aim of this study was to determine the role of hemocytes and antimicrobial peptides on the immunity of the spider Acanthoscurria gomesiana. Initially, the localization of gomesin and acanthoscurrin was determined, showing that 58% of hemocytes store both antimicrobial peptides. Moreover, our results show that gomesin is addressed to the hemocyte granules as a pro-peptide. We also demonstrate, by in vivo and in vitro experiments, that hemocytes migrate to the site of microbial infection. Once at the site of infection, hemocytes might secrete components of coagulation cascade and antimicrobial peptides. Besides, our results suggest that phagocytosis is not the major defense mechanism activated after microbial challenge. Therefore the main reactions involved in the spider defense might be through the coagulation and antimicrobial peptides secretion.

A saliva é uma mistura de água, eletrólitos, proteínas e enzimas. A secreção diária normal é de 800-1500ml em adultos. A chamada saliva total, o fluído que realmente está presente na cavidade bucal, é produzida por diferentes glândulas salivares e contém ainda fluído crevicular e elementos transudados do plasma, e derivados da rede capilar da mucosa bucal. É importante entender o papel da saliva na proteção dos tecidos bucais, principalmente porque a co-infecção pode ser um fator importante na ativação e supressão do sistema imune, com papel importante no desenvolvimento e severidade das doenças bucais. Além disso, a cavidade bucal tem um vasto número de microrganismos e antígenos presentes, o que faz com que seja considerada em permanente estado de inflamação, em muitos casos, subclínica. Nosso estudo se propõe a observar a variação da composição salivar frente a presença de alterações locais - gengivites e periodontites. O estudo compara as citocinas salivares TNF-α, IL-1β e IL-6, e os fatores de defesa, beta defensinas 1 e 2, catelicidina e mucina 2, em três diferentes grupos de pacientes: Grupo 1 (controle) - 40 Pacientes, total ou parcialmente dentados, sem inflamação/infecção bucal; Grupo 2 - 40 Pacientes total ou parcialmente dentados, com sinais clínicos de gengivite; e Grupo 3 - 40 Pacientes total ou parcialmente dentados, com sinais clínicos de periodontite. A presença das citocinas e fatores salivares foram avaliadas por testes ELISA. Foram significativas as alterações encontradas entre os grupos para os diferentes fatores: TNF-α, e IL-6, beta defensinas 1 e 2, catelicidina e mucina 2. Apenas IL-1β não teve resultados significantes. Assim, indica-se que os componentes salivares possuem importante papel salivar frente à alterações locais. / Saliva is a mixture of water, electrolytes, proteins and enzymes. The daily secretion ranges between 800-1500mL in adults. The called whole saliva is composed by the production of different salivary glands, gingival crevicular fluid, and contain elements transudate from plasma derived from the capillary bed beneath the oral mucosa. It is important to consider the evident and important role of saliva in defense and protection of oral tissues. The effects of co-infecting pathogens have been postulated as an important factor in the activation and/or suppression of immune system, important in many situations, including the severity and rate of disease progression. The oral cavity is continually confronted with a vast number of pathogens and antigens, so, in some way, may be considered an inflammatory environment, although the level of inflammation may be sub-clinical. This study proposed to observe how the presence of local inflammation - gingivitis or periodontitis, may influence the presence of salivary cytokines or defense factors in saliva. The study compared saliva molecular components in three different groups of patients: Group 1 (as control group) - 40 Patients, total or partially dentate, without oral infectious; Group 2 - 40 Patients total or partially dentate, with clinical signs of gingivitis; Group 3 - 40 patients, total or partially dentate, with clinical signs of periodontitis. It checked the presence of TNF-α, IL-1β and IL-6 cytokines, and defense factors, 1 and 2 beta defensins, cathelicidin and mucin 2. ELISA kits determined the levels of these proteins. Found alterations were significant between groups to TNF-α, IL-6, 1 and 2 beta defensins, cathelicidin and mucin 2. Only IL-1β had not significant results. Therefore, it indicated that salivary components have important hole related to local situations.

Realizou-se a síntese de nanopartículas de Prata (AgNps) estabilizadas com Citrato de Sódio através de redução química utilizando Borohidreto de Sódio, com posterior avaliação da interação destas com o peptídeo antimicrobiano Dermaseptina 01. Para a caracterização da conjugação dos constituintes, foram empregadas técnicas dentre as quais espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis), espalhamento dinâmico de luz (DLS), medidas de potencial Zeta (ζ), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIRS), espectroscopia de dicroísmo circular (CD), calorimetria de titulação isotérmica (ITC) e espectroscopia de fluorescência. Alterações em intensidade e posição das bandas no espectro de extinção, aumento dos diâmetros hidrodinâmicos das nanopartículas e transição do sinal do potencial Zeta apresentado sugerem uma interação dependente da razão das concentrações das espécies empregadas. Medidas de FTIRS sugerem alterações em bandas relacionadas ao grupo tiol presente no resíduo de Cisteína do C-terminal da DS 01, sugerindo uma interação covalente desta com as nanopartículas. Observou-se por ITC, qualitativamente, uma interação exotérmica de ambas as espécies, enquanto medidas de CD demonstraram alterações características de estrutura secundária da DS 01 quando em contado com superfícies hidrofóbicas. A espectroscopia de fluorescência, empregadas aqui em Nps menores, sugere supressão da fluorescência do Triptofano da DS 01 por formação de complexo, em detrimento de processo colisional. Ensaios antimicrobianos contra cepas de E. coli DH5-α realizados em diluição seriada do complexo sugerem ser este menos efetivo do que as AgNps livres, supomos em virtude da menor quantidade de íons Ag+ liberados. Ensaios de citotoxicidade com fibroblastos de fígado saudável (FCH3) demonstraram indução de apoptose e estado de necrose para o complexo e seus constituintes. / The chemical synthesis of Citrate stabilized Silver nanoparticles (AgNps) using Sodium Borohydride as a reducing agent was performed, with further evaluation of its interaction with the antimicrobial peptide Dermaseptin 01. For such, techniques as UV-Vis spectroscopy, Dynamic Light Scattering (DLS), Zeta Potential measurements (ζ), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIRS), Circular Dichroism spectroscopy (CD), Isothermal titration calorimetry (ITC) and Fluorescence Spectroscopy were employed. Changes in intensity and position of the plasmon band, increase in hydrodynamic diameter and Zeta potential signal transitions were observed in a concentration ratio-dependent fashion. FTIRS measurements showed displacement in bands related to the thiol group of the C-terminal Cysteine residue of the peptide, which suggests a covalent interaction between the DS 01 and the AgNps. Exothermic interactions and secondary structure changes commonly observed for the DS 01 in contact with hydrophobic surfaces resulted from ITC and CD analysis, respectively. Quenching of the peptide\'s Tryptophan residue fluorescence, performed with AgNps of smaller size, indicates the formation of a static complex rather than a collision-driven process. AgNps showed to be more effective against E. coli (DH5-α strain) than the complex AgNp-DS 01, probably due to the slower Ag+ release provided by the stabilizing effect of covalent attachment of the peptide. Increase in apoptosis and necrosis were observed as an outcome of exposing healthy liver fibroblast (FCH3) to the complex and, separately, to its constituents.

O aumento na incidência de infecções fúngicas e a alta toxicidade ou elevado índice de resistência associado aos antimicóticos comerciais, criou um mercado carente de novas drogas. Neste contexto, os peptídeos antimicrobianos (AMPs) surgem como uma alternativa promissora ou fonte de conhecimento por desempenhar ação inibidora de crescimento e/ ou letal contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos, parasitas e/ ou vírus, além de atividade antitumoral e efeito imunomodulador. Como os mecanismos pelos quais eles o fazem são diferentes daqueles das drogas não peptídicas, os AMPs estão pouco associados ao desenvolvimento de resistência microbiana. A hemoglobina (Hb) é uma fonte de peptídeos com funções biológicas diversas. O fragmento 33-61 (Hb33-61) da cadeia α da Hb bovina foi o primeiro AMP descrito a ser gerado in vivo no trato gastrointestinal do carrapato Boophilus microplus. Nossos estudos posteriores usando CD e H1-RMN revelaram que a amidação C-terminal deste fragmento o tornava ainda mais ativo que o primeiro e que em presença de micelas de SDS o Hb33-61a apresenta uma dobra β na porção N-terminal (Lys40-Phe43) e outra (Ser49- Ser52) seguida de α-hélice no C-terminal (Ala53-Ala60), bem como um segmento Pro44-Leu48 capaz de mover-se independentemente e agir como uma dobradiça. Nossas investigações usando análogos sintéticos truncados do Hb33-61a mostraram que o Hb40-61a poderia ser sua porção mínima ativa por apresentar comportamento conformacional idêntico. Nossos estudos subsequentes enfocando as suas propriedades evidenciaram a sua capacidade de causar morte rápida de cepas de Candida, incluindo C. albicans resistentes ao fluconazol e extravasamento de conteúdo e formação de poros em LUVs, revelando sua ação permeabilizante de membrana. Em continuidade ao estudo do Hb40-61a, investigamos no presente trabalho as suas propriedades e o seu mecanismo de ação contra C. albicans. Para isso, sintetizamos, purificamos e caracterizamos esta hemocidina, o seu análogo inteiro composto por D aminoácidos (ent-Hb40-61a) e o seu análogo marcado com 5 (6) carboxifluoresceína (FAM-Hb40-61a). Ensaios com eritrócitos humanos confirmaram a baixa atividade hemolítica desses AMPs em meio de alta e baixa força iônica. O análogo ent-Hb40-61a apresentou a mesma atividade antifúngica que o análogo L, evidenciando um mecanismo de ação não-estereoespecífico. Análises de células de Candida tratadas com FAM-Hb40-61a por microscopia confocal mostraram que em ½ MIC e MIC o peptídeo deposita-se na membrana plasmática e é internalizado, respectivamente. Citometria de fluxo demonstrou que na MIC cerca de 97% das células encontram-se marcadas pelo peptídeo, confirmou a influência negativa da alta força iônica em sua atividade, mostrou que a internalização celular na MIC é independente da temperatura e que a alteração no metabolismo energético da célula afeta de maneira negativa a internalização do peptídeo. Ensaios de permeabilidade celular com Syto 09 e iodeto de propídeo confirmaram danos progressivos à membrana plasmática de C. albicans com o aumento da concentração do Hb40-61a. Experimentos usando DiBAC4(5) e de DPH revelaram que o Hb40-61a altera o potencial de membrana e afeta sua fluidez, respectivamente. Imagens preliminares das células tratadas e não tratadas com Hb40-61a por microscopia de força atômica (AFM) sugeriram alterações nas células de C. albicans após tratamento com a hemocidina. Medidas preliminares do diâmetro médio das células de C. albicans revelaram que elas diminuem após o tratamento com o peptídeo, o que pode ser mais um indício de dano à membrana plasmática por formação de poros e extravasamento de conteúdo intracelular. Assim, obtivemos fortes indícios de que o alvo do Hb40-61a é, de fato, a membrana plasmática das células de Candida, de que ele apresenta potencial de uso tópico para tratamento de candidíase e pode servir como modelo para o desenho de novas drogas antimicrobianas, peptídicas ou não, com propriedades ainda mais valiosas e índices terapêuticos mais elevados. Testes preliminares mostraram que é possível a adsorção do Hb40-58a à nanopartículas de PSS e que, em relação ao peptídeo livre, este arranjo mantém a atividade antifúngica com MIC superior e apresenta menor atividade hemolítica. / The increased incidence of fungal infections and the high toxicity or high level of resistance associated with conventional antimycotics created a demand for new drugs. Antimicrobial peptides (AMPs) constitute a promising alternative and/or an important source of knowledge due to their growth inhibitory action and/or lethality against Gram-positive and Gram-negative bacteria, fungi, parasites and/or viruses. Besides, AMPs display antitumoral and immunomodulator effects. As their mechanisms of action are different from those of non-peptide drugs, AMPs are less associated with the development of antimicrobial resistance. Hemoglobin (Hb) is a source of peptides with diverse biological functions. The fragment 33-61 (Hb33-61) of bovine Hb α chain was the first AMP reported to be generated in vivo in gastrointestinal tract of Boophilus microplus. Our studies of Hb33-61 using CD and H1-NMR showed that amidation of its C-terminal (Hb33-61a) increases its activity; in the presence of SDS micelles, Hb33-61a is characterized by a central hinge joining the C-terminal region (containing a β turn followed by a helical element) to the N-terminal region (that presents only a β turn). Our previous investigations using synthetic truncated analogues of Hb33-61a suggested that Hb40-61a could be its minimal active portion as it presented equal biological and structural properties. Our subsequent studies focusing on its properties showed its ability to quickly kill Candida albicans strains (including those resistant to fluconazole) and to cause leakage of the contents of LUVs and pore formation in GUVs, revealing its membrane permeabilizing action. We further investigated the properties of Hb40-61a and its possible mechanism of action against C. albicans. To do it, we synthesized, purified and chemically characterized it, its all-D analogue (ent-Hb40-61a) and its analogue labeled with 5 (6) carboxyfluorescein (FAM-Hb40-61a). Tests using human erythrocytes confirmed the low toxicity of these hemocidins at high or low ionic strength. The ent-analogue was as active as the all-L compound suggesting a non stereospecific mechanism of action. Confocal microscopy analysis of Candida cells treated with FAM-Hb40-61a showed that at ½ MIC and MIC, the peptide deposits on the plasma membrane and is internalized, respectively. Flow cytometry results showed that at the MIC about 97% of the cells are marked by the peptide, confirmed the negative influence of high ionic strength on its antifungal activity and showed that the cellular internalization at the MIC is partially dependent on ATP, but independent on the temperature. Cell permeabilization assays using Syto 09 and propidium iodide confirmed progressive damage of the membrane as a function of Hb40-61a concentration. Experiments employing DiBAC4 (5) and DPH revealed that the Hb40- 61a alters the membrane potential and affects its fluidity, respectively. Preliminary atomic force microscopy (AFM) images of C. albicans cells before and after treatment with Hb40-61a suggested morphological changes in the plasma membrane. Preliminary measurements of the average diameters of the fungal cells indicated size reduction after treatment with the Hb40-61a probably resulting from pore formation and leakage of cell contents. Thus, we obtained strong evidences that the target of this peptide is indeed the plasma membrane of Candida cells. Thus, this hemocidin have the potential to be used topically for treating candidiasis and/or serve as model for the design of new antimicrobial drugs, peptide or non-peptide, with even more valuable properties and improved therapeutic indexes. Preliminary tests confirmed the possibility of adsorbing Hb40-58a to nanoparticles of polystyrene sulfate (PSS) and that resulting assembly is still active and less hemolytic than the free peptide.

Em artrópodes o sistema imune inato contribui para a adaptação de animais como os escorpiões à diferentes ambientes. Esse sistema é composto por mecanismos capazes de agir contra injúrias e a ação de microrganismos e entre esses mecanismos estão os peptídeos antimicrobianos (PAMs). O objetivo deste trabalho foi identificar PAMs presentes na hemolinfa de Tityus serrulatus. Para isso sua hemolinfa foi extraída e separados os hemócitos e plasma, em seguida fracionamos em 3 concentrações de acetonitrila em TFA 0,05% (05, 40 e 80%). Estas frações foram submetidas a uma cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) e os picos foram avaliados quanto a sua ação antimicrobiana e hemolítica. Foram identificadas 16 frações que apresentam atividade antimicrobiana. Uma das frações com atividade antimicrobiana, presente nos hemócitos apresentou similaridade com defensina descrita em carrapatos da espécie Ixodes scapularis. Essa fração possui aproximadamente 3486 Da, não apresenta atividade hemolítica e foi denominada como Serrulina. / In arthropods, its innate immune system contributes to the adaptation of animals like scorpions to different environments. This system consists of mechanisms that act avoiding injuries and against the action of microorganisms, among these mechanisms are antimicrobial peptides (AMPs). The aim of this study was to identify AMPs, present in the hemolymph of Tityus serrulatus. The hemolymph was extracted and then we separated hemocyte and plasma. The samples were fractionated in different concentrations of acetonitrile in TFA 0.05% (05, 40 and 80%). These fractions were subjected to high-performance liquid chromatography (HPLC) and the peaks obtained were evaluated for its antimicrobial and hemolytic action. We found sixteen fractions with antimicrobial activity. One of the fractions with antimicrobial activity, present in hemocytes, is similar with a defensin described in ticks, Ixodes scapularis. This fraction has about 3486 Da, has no hemolytic activity and was named as Serrulina.