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.

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.

Venenos de aranhas podem ser boas fontes de moléculas com potencial terapêutico e biotecnológico. Sendo assim, esse estudo teve como objetivo analisar moléculas bioativas do veneno de Avicularia juruensis, com foco em PAMs e enzimas. O veneno foi extraído por estimulação elétrica e, através de CLAE-FR, ensaio de inibição do crescimento microbiano e LC-MS/MS, foram identificados e caracterizados 7 PAMs. Todos possuem o motivo nó de cistina do tipo ICK e têm similaridade com neurotoxinas de venenos de outras aranhas. O perfil eletroforético do veneno de A. juruensis indicou que ele possui moléculas com massa entre 130 e abaixo de 10 kDa. Utilizando LC-MS/MS e análise transcriptômica foi possível identificar 6 metaloproteinases. Elas possuem domínios conservados de proteínas do tipo ADAMs, MMPs e metalopeptidases astacina-like. A presença destas enzimas é, provavelmente, importante para a digestão extracorpórea, visto que esta aranha geralmente consome pequenas aves. O estudo de venenos de aranhas terafosídeas é essencial, visto que este é um grupo pouco estudado. / Spider venoms can be good sources of molecules with therapeutic and biotechnological potential. Thus, this study aimed to analyze bioactive molecules from venom of Avicularia juruensis, focusing on AMPs and enzymes. The venom was extracted by electrical stimulation. By RP-HPLC, liquid growth inhibition assay and LC-MS/MS, seven AMPs were identified and characterized. All these peptides have inhibitory cystine knot motif and they showed similarity with venom neurotoxins from others spiders. The electrophoretic profile of A. juruensis venom shows that it has molecules with molecular masses between 130 kDa and below 10 kDa. By LC-MS/MS and transcriptomic analysis yielded the identification of six metalloproteinases, which possess typical conserved domains from ADAMs, MMPs and astacin-like metallopeptidases. These metalloproteinases may be involved in a key role during preoral digestion. The study of Theraphosidae spider venom is essential, since this group is poorly studied.

Submitted by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2018-08-14T21:36:36Z No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) / Approved for entry into archive by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2018-08-14T21:37:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:37:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WilliamFariasPortoTese2017.pdf: 13965916 bytes, checksum: 627497be290e274ade4f2d64a0b0d119 (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / Antimicrobial peptides (AMPs) are part of the innate immune system. Genetic modifications can lead to the imbalance in the production of AMPs, which in turn, can lead to several inflammatory and/or infectious conditions. In this context, the identification and characterization of AMPs variants caused by point mutations are important to medical monitoring of bearers of such mutations; mainly due to the fact that the effectiveness of conventional antimicrobial agents has been reduced due to the development of resistance by bacteria, a breakthrough of new drugs is made. In this context, synthetic AMPs, generated through several rational design methods, have been proposed as an alternative. Thus, aiming at solutions to this scenario, the present work presents two new approaches, which consist of a model for the prediction of activities of variants of human defensins; and the computer-aided design of plant peptides. In the first approach, it was elaborated a system of median lethal dose prediction, correlating previously published data and the solvation potential energy of the variants. This model was applied to human defenses, HD5 and HBD1, which in turn showed that several variants may be less potent and consequently their carriers may be more susceptible to bacterial infections. In this way, in the second approach, the guava peptide, Pg-AMP1, was used as a model for the development of new synthetic peptides, the guavanins. Structural analyzes of Pg- AMP1 indicated an extremely flexible and variable structure. Thus, a genetic algorithm for computer-aided rational design was applied to obtain a more stable structure. The prototype, guavanin 2, presented α-helix structuring in hydrophobic environments, and showed 100% efficacy against Gram-negative bacteria at low concentrations through the rupture of the bacterial membrane and causing hyperpolarization of the same. In sum, the methodologies and the molecules developed here bring new perspectives for the treatment of infections. / Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) fazem parte do sistema imune inato. Alterações genéticas podem levar ao desequilíbrio em sua produção, podendo gerar diversos quadros inflamatórios e/ou infecciosos. Neste contexto, a identificação e caracterização de variantes de PAMs geradas por mutações pontuais em seus respectivos genes são importantes para o acompanhamento médico dos portadores destas mutações; principalmente pelo fato de que a eficácia dos antimicrobianos convencionais está sendo reduzida devido ao desenvolvimento de resistência por parte das bactérias, tornando necessário o desenvolvimento de novos fármacos. Desta forma, PAMs sintéticos, gerados por meio de métodos de desenho racional, têm sido propostos como uma alternativa. Assim, visando desenvolver soluções para este cenário, o presente trabalho apresenta duas novas abordagens, que consistem em um modelo para predição de atividade de variantes de defensinas humanas; e o desenho assistido por computador de peptídeos de planta. Na primeira abordagem foi elaborado um sistema de predição de dose letal mediana correlacionando dados previamente publicados e a energia potencial de solvatação das variantes. Este modelo foi aplicado a defensinas humanas, HD5 e HBD1, indicando que diversas variantes são menos potentes e consequentemente seus portadores podem ser mais susceptíveis às infecções bacterianas. Neste sentido, na segunda abordagem, o peptídeo de goiaba, Pg-AMP1, foi utilizado como modelo para o desenvolvimento de novos peptídeos sintéticos, as guavaninas. As análises estruturais do Pg-AMP1 indicaram uma estrutura extremamente flexível e variável. Desse modo, um algoritmo genético para o desenho racional assistido por computador foi aplicado para a obtenção de uma estrutura mais estável. O protótipo, guavanina 2, apresentou estruturação em α-hélice em ambientes hidrofóbicos, e mostrou eficácia de 100% contra bactérias Gram-negativas em baixas concentrações através do rompimento da membrana bacteriana e causando hiperpolarização da mesma. Em suma, as metodologias e as moléculas desenvolvidas aqui trazem novas perspectivas para o tratamento de infecções.