Duas enzimas têm-se destacado como possíveis marcadores biológicos periféricos na esquizofrenia: a fosfolipase A2 (PLA2) e a glicogênio sintase quinase-3 beta (GSK-3B). Essas moléculas exercem importante influência na arquitetura e plasticidade celulares, na regulação de vias metabólicas comuns (metabolismo de fosfolípides e via Wnt), em fatores de transcrição, na regulação de genes e na sobrevivência celular. Tais aspectos tornam pertinentes as investigações a respeito da possível participação dessas enzimas na fisiopatologia da esquizofrenia. Foi verificada a atividade de subtipos de PLA2 (método radioenzimático: iPLA2, cPLA2 e sPLA2) e os níveis de GSK-3B total (GSK-3Bt) e fosforilada [p(Ser9)-GSK-3B] (ELISA) em plaquetas de pacientes com esquizofrenia inicialmente livres de tratamento medicamentoso com média de 5 anos de doença (D+5a) (n=10), aos quais foi prescrita a olanzapina. Foi avaliado também um grupo de pacientes livres de tratamento medicamentoso com menos de 6 meses de sintomas psicóticos (D-6m) (n=6) aos quais foi posteriormente prescrito o haloperidol. Esses pacientes foram comparados com um grupo controle (n = 20) e avaliados longitudinalmente após o tratamento descrito por 8 semanas. Um grupo de 40 pacientes com esquizofrenia (tempo médio da doença: 17 anos) com pelo menos 6 meses de tratamento com antipsicótico (clozapina, olanzapina ou haloperidol) foi ainda avaliado. Os sintomas clínicos foram avaliados por meio da Escala de Avaliação das Síndromes Positiva e Negativa (PANSS). Quando comparado com o grupo controle, os pacientes D+5a apresentaram aumento da atividade de iPLA2 (p<0,01) e os pacientes D-6m apresentaram aumento da atividade de sPLA2 (p<0,05). Na avaliação longitudinal, somente a olanzapina diminuiu a atividade de iPLA2, cPLA2 e sPLA2 (p<0,01). Quando comparada a atividade dos subtipos de PLA2 entre os pacientes medicados a pelo menos 6 meses e o grupo controle, não foram observadas diferenças significativas. Quando comparado com o grupo controle, os pacientes D+5a apresentaram diminuição dos níveis de GSK-3Bt e p(Ser9)-GSK-3B (p<0,05). Na avaliação longitudinal, foi observado que somente a olanzapina aumentou os níveis de GSK-3Bt e p(Ser9)-GSK-3B (p < 0,01). Quando comparados os níveis de GSK-3Bt e p(Ser9)-GSK-3B entre os pacientes medicados a pelo menos 6 meses e o grupo controle não foram observadas diferenças significativas. Para os pacientes medicados a pelo menos 6 meses foram observadas correlações entre a sub-escala negativa da PANSS e os níveis de p(Ser9)-GSK-3B (r=,53, p<0,001). Sugere-se que a medicação module PLA2 e GSK-3B, independente do antipsicótico utilizado. Esses resultados apontam para uma futura aplicação dessas enzimas na verificação de adesão ao tratamento e estabilização do quadro clínico / The enzymes phospholipases A2 (PLA2) and glycogen synthase kinase-3 beta (GSK-3B) are thought to play a role in schizophrenia by influencing cellular architecture and plasticity, common signaling pathways (phospholipids metabolism and Wnt pathway), gene transcription, regulation factors and apoptosis. These aspects motivated the investigation of both these enzymes in schizophrenia. The activities of PLA2 subtypes (iPLA2, cPLA2 and sPLA2 by radio enzymatic method) and the levels of total GSK-3B and phosphorylated GSK-3B [p(Ser9)-GSK-3B] (by immune enzyme assay) were performed in platelets of drug free patients with schizophrenia for average 5 years of disease (D+5y) (n=10), who was lately prescribed with olanzapine and in drug naïve patients with less than 6 months of psychotic symptoms (D-6m) who was lately prescribed with haloperidol. These patients were compared to a control group (n=20) and were longitudinally evaluated after 8 weeks of monotherapy treatment with the prescribed antipsychotic. These enzymes were also investigated in a group of 40 patients with schizophrenia (mean duration of disease: 17 years) who were at least 6 months treated with antipsychotic (clozapine; olanzapine or haloperidol). Psychopathology was assessed with the Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS). Patients D+5y presented higher iPLA2 activity than control group (p < 0.01) and patients D-6m presented higher sPLA2 activity than control group (p < 0.05). On longitudinal evaluation, only olanzapine decreased iPLA2, cPLA2 and sPLA2 activities (p < 0.01). In the long-term medicated patients group compared to the control group, no differences regarding PLA2 subtype activity were found. Patients D+5y presented lower GSK-3Bt and p(Ser9)-GSK-3B levels than control group (p<0.05). On longitudinal evaluation, only olanzapine increased GSK-3Bt and p(Ser9)-GSK-3B levels (p < 0.01). In the long-term medicated patients group compared to the control group, no differences regarding GSK-3B levels were found. For long-term medicated patients, it was observed correlation between p(Ser9)-GSK-3B and the PANSS negative syndrome subscale score (r = .53, p < 0.001). It was suggested that antipsychotic treatment modulated PLA2 and GSK-3B, in spite of the drug used. The results pointed to a future use of these enzymes to verify drug treatment compliance and clinical stabilization

Biomaterial surface properties such as microtopography and energy can change cellular responses at the cell-implant interface. Phospholipase D (PLD) is required for differentiation of osteoblast-like MG63 cells on machined and grit-blasted titanium surfaces. Here, we determined if PLD is also required on microstructured/high-energy substrates and the mechanism involved. shRNAs for human PLD1 and PLD2 were used to silence MG63 cells. Wild-type and PLD1 or PLD1/2 silenced cells were cultured on smooth-pretreatment surfaces (PT); grit-blasted, acid-etched surfaces (SLA); and SLA surfaces modified to have higher surface energy (modSLA). PLD was inhibited with ethanol or activated with 24,25-dihydroxyvitamin-D₃ [24R,25(OH)₂D₃]. As surface roughness/energy increased, PLD mRNA and activity increased, cell number decreased, osteocalcin and osteoprotegerin increased, and protein kinase C (PKC) and alkaline phosphatase specific activities increased. Ethanol inhibited PLD and reduced surface effects on these parameters. There was no effect on these parameters after knockdown of PLD1, but PLD1/2 double knockdown had effects comparable to PLD inhibition. 24R,25(OH)₂D₃increased PLD activity and production of osteocalcin and osteoprotegerin, but decreased cell number on the rough/high-energy surfaces. These results confirm that surface roughness/energy-induced PLD activity is required for osteoblast differentiation and that PLD2 is the main isoform involved in this pathway. Here we showed that PLD is activated by 24R,25(OH)₂D₃ in a surface-dependent manner and inhibition of PLD reduced the effects of surface microstructure/energy on PKC, suggesting that PLD mediates the stimulatory effect of microstructured/high-energy surfaces via PKC-dependent signaling.

Thesis (Ph.D.)--University of Alberta, 2009. / A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy, Medical Sciences, Laboratory Medicine and Pathology. Title from pdf file main screen (viewed on October 31, 2009). Includes bibliographical references.

The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from PDF of title page (University of Missouri--Columbia, viewed on March 25, 2010). Vita. Thesis advisor: Grace Y. Sun. "December 2009" Includes bibliographical references

Diss. (sammanfattning) Göteborg : Univ. , 2009. / Härtill 3 uppsatser.

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Banca: Pedro de Magalhães Padilha / Banca: Leonardo de Castro Palmieri / Resumo: As fosfolipases A2 (PLA2s) de veneno de serpente são uma das principais toxinas responsavéis pela miotoxicidade e necrose muscular observadas nos acidentes ofídicos. Essas toxinas podem ser separadas em Asp49-PLA2s, cujo mecanismo é catalítico e dependente de cálcio, e as PLA2s homólogas, cuja estrutura é semelhante, porém atividade em mecanismo não catalítico e independente de cálcio. Apesar de os detalhes deste mecanismo não serem bem conhecidos, estudos funcionais ressaltam importância da região do C-terminal e estudos cristalográficos propõem, mais especificamente, um sítio miotóxico composto por resíduos básicos e um hydrophobic knuckle composto por hidrofóbicos, ambos situados na região C-terminal da toxina. O presente trabalho tem objetivo de oferecer mais detalhes acerca do mecanismo de ação miotóxico independente de cálcio. Para tanto, realizamos estudos cristalográficos com miotoxinas botrópicas BthTX-II (uma Asp- PLA2s), BthTX-I e PrTX-I (duas PLA2s homólogas), em presença de íons relevantes para suas atividades. Recentemente, foi demonstrado que íons, tal como manganês, cálcio, zinco entre outros, interferem na atividade biológica de PLA2s e PLA2s homólogas. Assim, estudo cristalográfico da PrTX-I e BthTX-I com íons manganês e zinco foram elucidados no estado nativo e complexado. Experimentos in vivo indicam que tais íons promoveriam efeito inibitório da miotoxicidade. Enquanto os íons manganês não foram localizados no modelo cristalográfico, os íons zinco foram identificados interagindo apenas no modelo nativo com uma His48 e com as His120 de ambos monômeros. Estudos comparativos destas estruturas com a PrTX-II (PLA2s homóloga) com ácidos graxos foi desenvolvido e guiaram para elaboração de nova hipótese do mecanismo de ação independente de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Phospholipases A2 (PLA2s) from snake venom are among the main toxins responsibles for miotoxicity and muscular necrosis observed in offidic accidents. These toxins can be separated in Asp49-PLA2s, whose catalytic mechanism of action is dependent of calcium, and in homologue PLA2s or PLA2s-like, whose terciary structure is similar, although its activity is not catalytic in a calcium independent mechanism of action. Despite the fact that this calcium independent mechanism is not well known, functional studies highlight the C-terminal region and structural studies points to a myotoxic site, composed by basic residues, and a hydrophobic knuckle, composed by aromatic and hydrophobic, in the C-terminal region. The present study aims to gather more knowledge about this myotoxic calcium independent mechanism of action. For this purpose, the botropic myotoxins BthTX-II (an Asp49- PLA2), BthTX-I and PrTX-I (homologue PLA2s) were studied in the presence of divalent ions by Xray crystallography. Recently, it was demonstrated divalent ions, such as manganese, zinc and calcium, interfere with the biological activity of these toxins. The crystallographic structure of PrTX-I and BthTX-I with manganese and zinc ions in a native and complexed form were elucidated. In vivo studies demonstrated that these ions inhibit the myotoxic activity of these proteins. Although manganese ions were not found in the structures, zinc ions were found interacting with His48 and the C-terminal residue His120. Comparative studies of this structure and PrTX-II (a homologue PLA2) complexed with stearic acid were performed and support a new hypothesis for the myotoxic mechanism of action for homologue PLA2s which includes both myotoxic site and hydrophobic knuckle and, for the first time, His120. Differently from most PLA2s of snake venom... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-16Bitstream added on 2014-06-13T18:29:21Z : No. of bitstreams: 1 borges_rj_me_botib.pdf: 1192920 bytes, checksum: 1ec44a09797fef66642b2e78f1373280 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As fosfolipases A2 (PLA2s) de veneno de serpente são uma das principais toxinas responsavéis pela miotoxicidade e necrose muscular observadas nos acidentes ofídicos. Essas toxinas podem ser separadas em Asp49-PLA2s, cujo mecanismo é catalítico e dependente de cálcio, e as PLA2s homólogas, cuja estrutura é semelhante, porém atividade em mecanismo não catalítico e independente de cálcio. Apesar de os detalhes deste mecanismo não serem bem conhecidos, estudos funcionais ressaltam importância da região do C-terminal e estudos cristalográficos propõem, mais especificamente, um sítio miotóxico composto por resíduos básicos e um hydrophobic knuckle composto por hidrofóbicos, ambos situados na região C-terminal da toxina. O presente trabalho tem objetivo de oferecer mais detalhes acerca do mecanismo de ação miotóxico independente de cálcio. Para tanto, realizamos estudos cristalográficos com miotoxinas botrópicas BthTX-II (uma Asp- PLA2s), BthTX-I e PrTX-I (duas PLA2s homólogas), em presença de íons relevantes para suas atividades. Recentemente, foi demonstrado que íons, tal como manganês, cálcio, zinco entre outros, interferem na atividade biológica de PLA2s e PLA2s homólogas. Assim, estudo cristalográfico da PrTX-I e BthTX-I com íons manganês e zinco foram elucidados no estado nativo e complexado. Experimentos in vivo indicam que tais íons promoveriam efeito inibitório da miotoxicidade. Enquanto os íons manganês não foram localizados no modelo cristalográfico, os íons zinco foram identificados interagindo apenas no modelo nativo com uma His48 e com as His120 de ambos monômeros. Estudos comparativos destas estruturas com a PrTX-II (PLA2s homóloga) com ácidos graxos foi desenvolvido e guiaram para elaboração de nova hipótese do mecanismo de ação independente de... / Phospholipases A2 (PLA2s) from snake venom are among the main toxins responsibles for miotoxicity and muscular necrosis observed in offidic accidents. These toxins can be separated in Asp49-PLA2s, whose catalytic mechanism of action is dependent of calcium, and in homologue PLA2s or PLA2s-like, whose terciary structure is similar, although its activity is not catalytic in a calcium independent mechanism of action. Despite the fact that this calcium independent mechanism is not well known, functional studies highlight the C-terminal region and structural studies points to a myotoxic site, composed by basic residues, and a hydrophobic knuckle, composed by aromatic and hydrophobic, in the C-terminal region. The present study aims to gather more knowledge about this myotoxic calcium independent mechanism of action. For this purpose, the botropic myotoxins BthTX-II (an Asp49- PLA2), BthTX-I and PrTX-I (homologue PLA2s) were studied in the presence of divalent ions by Xray crystallography. Recently, it was demonstrated divalent ions, such as manganese, zinc and calcium, interfere with the biological activity of these toxins. The crystallographic structure of PrTX-I and BthTX-I with manganese and zinc ions in a native and complexed form were elucidated. In vivo studies demonstrated that these ions inhibit the myotoxic activity of these proteins. Although manganese ions were not found in the structures, zinc ions were found interacting with His48 and the C-terminal residue His120. Comparative studies of this structure and PrTX-II (a homologue PLA2) complexed with stearic acid were performed and support a new hypothesis for the myotoxic mechanism of action for homologue PLA2s which includes both myotoxic site and hydrophobic knuckle and, for the first time, His120. Differently from most PLA2s of snake venom... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-04T18:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_FabioHenriqueRamos_M.pdf: 2584588 bytes, checksum: b35682c6f4cea12ca88485bf389b2262 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Enquanto estudos estruturais de toxinas de veneno de serpentes são feitos usando amostras de veneno, a construção de cDNAs precursores destas toxinas requer o sacrifício do espécime para a extração da glândula de veneno. No presente trabalho nós descrevemos uma técnica simples para isolar mRNAs presentes em amostras de veneno total. Para ilustrar esta técnica nós amplificamos através de RT-PCR um cDNA que codifica uma PLA2 049 (F6) do complexo crotoxina neurotóxica "in vitro" a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus. Estes achados implicam que a aparente ausência do mRNA em matrizes biológicas complexas não são sempre reais e facilitam a maneira de aquisição acelerada de dados micro evolutivos assim como de estrutura-função desta família de proteínas para serem utilizadas como ferramentas moleculares, sem o sacrifício do animal. O cONA que codifica PLA2 F6 do complexo crotoxina presente no veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus foi seqüenciada. A seqüência deduzida de aminoácidos deste cDNA codifica a PLA2 (F6) com alto grau de homologia seqüencial desta família de proteínas PLA2 do grupo 11, incluindo os 14 resíduos de cisteina capazes de dar forma a sete ligações dissulfeto que caracterizam este grupo de PLA2. A PLA2, foi isolada a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus através de coluna de cromatografia convencional de baixa pressão (8ephades G75) e por HPLC fase reversa. A massa molecular foi estimada por espectrometria de massa por MALDI - TOF. Para a identificação desta PLA2 (F6) como uma neurotoxina "in vitro", nós usamos a preparação biventer cervicis de pintainho. A análise filogenética da PLA2 (F6) da sub espécie Crotalus durissus collilineatus mostrou que os subtipos estruturais de N6-PLA2s com a substituição F24 ou 824 evoluíram paralelamente, possivelmente descendendo respectivamente das Protobothrops e a Gloydius dos dias de hoje / Abstract: While structural studies of snake venom toxins can be achieved using venom samples, until now the construction of precursor cDNAs required sacrifice of the specimen for dissection of the venom glands. Here we describe a simple and rapid technique that isolation mRNAs present in whole venom samples. To iIIustrate the technique we have RT-PCR amplified the cDNA that it codifies a "in vitro" neurotoxic protein PLA2 049 (F6) from crotoxin complex, from the venom of snake sub specie, Crotalus durissus collilineatus. These findings imply that the apparent absence of mRNA in complex biological matrices is not always real and paves the way for accelerated acquisition of micro evolution as well as of structure-function of this protein family being used as molecular tools, without sacrifice of animal. The cDNA encoding PLA2 F6 from crotoxin complex in the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus venom was sequenced. The deduced amino acid sequence of this cDNA encoded PLA2 (F6) with high overall sequence identity of this protein family to the group 11 PLA2, including the 14 cysteine residues capable of forming seven disulphide bonds that characterize this group of PLA2 enzymes. The PLA2, were isolated from the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus by the conventional and low pressure chromatography (8ephades G75) column and the reverse phase HPLC. The molecular mass estimated by MALDI-TOF mass spectrometry. For the identified this PLA2 F6 like as a "in vitro" neurotoxin, we use the neuromuscular blocking activities were assayed with the chick biventer cervicis neuromuscular tissue. The sub specie' s Crotalus durissus collilineatus PLA2 (F6) phylogeny analysis showed that two structural subtypes of N6-PLA2s with either F24 or 824 substitution have been evolved in parallel, possibly descended respectively from species related to present-day Protobothrops and Gloydius / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce Soto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vega_SalomonHuancahuire_M.pdf: 1822310 bytes, checksum: 4712d36f0c1a5963a20bb4649d8aa879 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As enzimas PLA2 provenientes de veneno de serpentes são intensamente estudadas devido a que os envenenamentos constituem um dos principais problemas de saúde em muitos paises. Por outro lado, estas toxinas ajudam a revelar aspectos desconhecidos da fisiologia celular e tisular. Neste trabalho, apresentamos a purificação e a caracterização bioquímica e farmacológica de duas miotoxinas fosfolipases A2: BbTX-II e BbTX-III, a partir de veneno de Bothrops brazili. As duas proteínas foram isoladas e purificadas usando um procedimento simples e rápido envolvendo duas etapas cromatográficas, exclusão molecular em Sephadex G-75 e HPLC de fase reversa (C18). A eletroforese de ambas miotoxinas mostrou massas relativas em torno de 13 e 27 kDa (para monômeros e dímeros respectivamente). Espectrometria de massa por MALDI-TOf confirmou a pureza das proteínas e mostrou que possuem massas moleculares em torno de 13,8 kDa. A análise de aminoácidos mostrou alto conteúdo de aminoácidos básicos e hidrofóbicos, assim como 14 resíduos de Cys. BbTX-III apresentou atividade PLA2 na presença de um substrato cromogênico, mostrando comportamento sigmoidal, principalmente à baixas concentrações. Atividade máxima foi alcançada em pH 8 e entre 35-45 oC. BbTX-III mostrou-se completamente dependente de Ca2+ e, na presença dos íons Mg2+, Mn2+, Cd2+ e Zn2+, a atividade enzimática foi reduzida a níveis similares aos observados na ausência de Ca2+. A análise de composição de aminoácidos mostrou alta presença de Lys, His e Arg (pI 8,46). A presença de 14 resíduos de cisteína sugere a formação de 7 pontes dissulfeto. O estudo de homologia da seqüência da PLA2 BbTX-III mostrou que existem posições extremamente conservadas nas PLA2. S(1), L(2), E(4) 7 a 10 (QMIL), Y(21). Os resíduos conservados Y(28), G(30), G(32), D(49), H(48) e Y(52) estão direta ou indiretamente ligados com a catálise. Além disso, BbTX-III apresentou algumas mutações: K(35) -> G(35), R(51) -> Y(51) e D(118) -> A(118) que estão estrategicamente posicionadas para a expressão da atividade catalítica. Apesar destas substituições, as atividades farmacológicas e a atividade catalítica são mantidas. O efeito neurotóxico de BbTX-III foi analisado in vitro na preparação neuromuscular biventer cervicis de pintainhos. O resultado mostrou que a toxina é menos potente quando comparada com venenos crotálicos. BbTX-III demonstrou efeito miotóxico local in vivo através da liberação de creatina quinase (CK) e, efeito inflamatório, através de edema de pata. Como a BbTX-III produziu forte efeito inflamatório, a hidrólise de fosfolipídios poderia ser relevante neste fenômeno. BbTX-II foi caracterizada como uma PLA2 K49 (cataliticamente inativa) em função das características físico-químicas evidenciadas: massa de 13,68 kDa, 121 resíduos de aminoácidos, caráter básico (pI 8.73) e alto grau de homologia seqüencial na sua estrutura primária, quando comparada com outras PLA2B K49 procedentes de veneno de serpentes botrópicas. O alinhamento com outras seqüências completas de PLA2 BK49 mostrou a presença de algumas mutações importantes. Assim, as substituições Y?N(27), N?P(58) e L?F(114) não modificaram os efeitos biológicos aqui estudados, revelando que poderiam estar relacionados com outras atividades. Os resíduos N(28), K(111), L(32) poderiam contribuir com a interrupção da catálise. Esta nova PLA2 K49 BbTX-II mostrou miotoxicidade local in vivo, atividade inflamatória e letalidade, corroborando que se enquadra dentro da família de proteínas PLAB2B K49. Os estudos de neurotoxicidade revelaram um efeito neurotóxico in vitro na preparação biventer cervicis de pintainho (20 µg/ml). BbTX-II e BbTX-III mostraram ser miotoxinas com atividade edematogênica e neurotóxica, independentemente de apresentarem atividade catalítica (BbTX-III) ou não (BbTX-II) Apoiando a existência de regiões moleculares distintas à catalítica responsáveis pelos efeitos farmacológicos. Os efeitos farmacológicos da toxina BbTX-III (PLA2B D49) provavelmente tenham uma estrita relação entre a atividade enzimática e a ligação da toxina com micro-domínios na membrana plasmática onde sua atividade seja maximizada e cause danos relevantes na organização da membrana. No caso da BbTX-II (PLAB2 K49) possivelmente a combinação de aminoácidos aromáticos/hidrofóbicos e positivamente carregados da região C-terminal seja a responsável de alterar a integridade da membrana plasmática. / Abstract: The enzymes PLA2 coming of venom snake are studied intensely due to that the poisonings constitute one of the main problems of health in many countries. On the other hand, these toxins help to reveal unknown aspects of the cellular and tissue physiology. In this work, we presented the purification and biochemical and pharmacological characterization of two myotoxic phospholipases A2: BbTX-II and BbTX-III from Bothrops brazili venom. The two proteins were isolated and purified using a simple and fast procedure involving two chromatographic steps, molecular exclusion in Sephadex G-75 and reverse-phase HPLC (C-18 column). Both myotoxins showed around 13 and 27 kDa (for monomers and dimers, respectively) relative mass. MALDI-TOf mass spectrometry confirmed the purity of the proteins showing molecular masses around 13,8 kDa. Amino acid analysis showed a high content of hydrophobic and basic amino acids as well as 14 cysteine residues. BbTX-III presented PLA2 activity in the presence of a chromogenic substrate, showing sigmoidal behavior, mainly at low concentrations. Maximum PLA2 activity was reached at pH 8 and 35-45 oC. Maximum activity required Ca2+ and, in the presence of Mg2+, Mn2+, Cd2+ and Zn2+, was reduced at similar levels as observed in the absence of Ca2+. Amino acids analysis of composition showed high presence of Lys, His and Arg (pI 8,46). The presence of 14 cystein residues suggested the formation of 7 disulfide bridges. Sequence homology of the PLA2 BbTX-III revealed positions extremely conserved in PLA2 S(1), L(2), E(4) 7 to 10 (QMIL), Y(21). The conserved residues Y(28), G(30), G(32), D(49), H(48) and Y(52) are direct or indirectly linked to the catalysis. Besides, BbTX-III presented some mutations: K(35) -> G(35), R(51) -> Y(51) and D(118) -> A(118) that are strategically positioned for the expression of catalytic activity. Despite these substitutions, the pharmacological and catalytic activities are maintained. The neurotoxic effect of BbTX-III was analyzed in vitro at chick biventer cervicis muscle preparation. Our results showed that the blockage of the muscle contraction was lower when compared with crotalic venoms. BbTX-III demonstrated in vivo myotoxic local effect through the liberation of creatine kinase (CK) and inflammatory effect through paw edema. As BbTX-III produced strong inflammatory effect, the phospholipids hydrolysis could be relevant in this phenomenon. BbTX-II was characterized as PLA2 homologous K49 (catalytically inactive), because its chemical and physical evidenced characteristics: mass of 13,68 kDa, 121 amino acids residues, basic character (pI 8.73) and high sequential homology in its primary structure, when compared with other PLA2 K49 from venom of Botrhops serpents. The alignment with other complete sequences of PLA2 homologous K49 showed the presence of some important mutations. Substitutions Y->N(27), N->P(58), and L->F(114) did not modify the biological activities here studied, revealing that it could be related to other activities. The residues N(28), K(111), L(32) could contribute with the interruption of the catalysis. This new PLA2 K49 BbTX-II showed in vivo myotoxic local effect, inflammatory and lethality activities, evidencing it was fitted to the family of proteins PLA2 K49 homologous. Beside BbTX-II revealed in vitro neurotoxyc effect at chick biventer cervicis muscle preparation (20 µg/mL). BbTX-II and BbTX-III showed to be myotoxins to activity edematogenic and neurotoxyc independently of present catalytic activity (BbTX-III) or no (BbTX-II) Supporting the existence of molecular areas different to the catalytic responsible for the pharmacological effects. The pharmacological effects of the toxin BbTX-III (PLA2 D49) they probably have a strict relationship between the enzymatic activity and binding of the toxin with micro-domains in the plasmatic membrane where the activity is maximized and cause relevant damages in the organization of the membrane. In the case of the BbTX-II (PLA2 K49) possibly the combination of amino acids aromatics/hidrophobics and positively loaded of the area C-terminal it is the responsible of altering the integrity of the plasmatic membrane. / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DizFilho_EduardoBrittodosSantos_M.pdf: 1713352 bytes, checksum: 603465fac59506eae00eb719cec694e7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Na região norte do Brasil a serpente Crotalus durissus ruruima (C.d.r) é responsável por diversos casos de acidentes ofídicos, e é principalmente encontrada próxima à fronteira com a Venezuela e Colômbia. Contudo a Crotalus durissus cumanensis (C.d.c). é outra serpente bastante comum no sul da Venezuela próximo a fronteira com o Brasil. Ambas as serpentes são encontradas na região equatorial da América do Sul e ambos os venenos mostraram diferenças significativas em suas composições, se comparadas com a Crotalus durissus terrificus (C.d.t.). A crotoxina é a principal toxina, e responsável pelos principais efeitos toxicológicos do veneno de C.d.t. O objetivo principal desta dissertação foi o de isolar e caracterizar isoformas de PLA2s isoladas de ambos os venenos e caracterizar farmacológica e bioquimicamente estas PLA2s e outras toxinas. A análise comparativa do veneno total de C.d.r. mostrou uma presença sutil de convulxina e giroxina, enquanto a análise da C.d.c. revelou ausência de convulxina no veneno. Alem disso, ambos demonstraram significativas diferenças para a atividade de PLA2. A análise de cada crotoxina isolada de C.d.r. ou de C.d.c. também revelou significante variação em comparação com a C.d.t. Neste trabalho nos isolamos duas novas isoformas de PLA2 de C.d.r. e C.d.c.. Ambas as proteínas foram caracterizadas como básicas e ambas demonstram massa molecular de aproximadamente 14 kDa. Em dicroísmo circular ambas as proteínas demonstraram a presença de alta quantidade de alfa hélice, contudo foi encontrada uma pequena diferença para a quantidade de folha Seta e cadeias randômicas. Estes resultados sugerem que a diferença estrutural entre estas proteínas, corrobora com os resultados da análise de seqüência N-terminal e a análise filogenética. Além das diferenças bioquímicas encontradas para os dois venenos, para a crotoxina, PLA2 e crotapotina, nos observamos que o veneno e a crotoxina isolada da C.d.c. exibiram alta atividade neurotóxica em preparação de músculo nervo frênico diafragma de camundongo, enquanto o veneno e a crotoxina de C.d.r. não. bogo nos concluímos que ambos .os venenos mostraram diferenças em suas propriedades bioquímicas e farmacológícas, entre os dois venenos e estes em comparação com a C. d. terrificus e C. d. collilineatus. Ambas as isoformas de PLA2 demonstraram algumas similaridades estruturais em alguns aspectos, mas nqs observamos algumas poucas diferenças que provavelmente estão associadas com as diferenças farmacológicas e enzimáticas encontradas entre as isoformas de PLA2 isoladas de C.d.r. e C.d.c / Abstract: In the north region of Brazil the Crotalus durissus ruruima (C.d.r.) is responsible for several snake bit cases and mainly found in the region near the Venezuela and Colombia. Although the Crotalus durissus cumanensis (C.d.e.) is other wide spread rattlesnake in south Venezuela frontier. Both snakes are only found in the equatorial region of South America and both venoms showed significative difference in the composition if compared to Crotalus durissus terrifieus (C.d.t). 'The crotoxin is the principal toxin and responsible for the main toxicology effect of the Crotalus durissus terrifieus venom. The main focus of the thesis was isolation and characterization of the PLA2 isoforms isolated from the both venom and characterized the pharmacological and biochemical characterization PLA2 and other toxins. The comparative analysis of whole venom of C.d.r. showed the marginal presence of convulxin and gyroxin while the analysis of the C.d.c. the convulxin was absent in the venom. Beyond this, both also showed significative differences for the PLA2 activity. The analysis of the each crotoxin isolated from the C.d.r. or C.d.c. also showed significant variation in comparison with C.d.t. In this work we isolated two new isoforms of PLA2 from the C.d.r. and C.d.c. Both proteins were characterized as basic protein and both showed a molecular mass around 14 kDa. In the circular dichroism, both proteins showed the presence of high content of alpha helix although they found slights differences for the beta sheets or random coil.These results suggest the structural difference of both proteins that were corroborated by the N-terminal sequence analysis and by phylogenetic analysis. Beside the biochemical differences found for both venom, crotoxins, PLA2 and erotapotins, we observed the venom and Crotoxins isolated from the C.d.e. exhibited higher neurotoxic activity on the phrenic nerve diaphragm preparation while the venom and crotoxin isolated from the C.d.r. was not. )"hus we conclude that both venoms showed differences at biochemical and pharmacological properties between both venom and these in comparison with C.d. terrifieus or C.d. collilineatus. Both PLA2 isoforms showed some similar structural aspects but we observed some slight different that probably were associated with the pharmacological and enzimatical differences found for both PLA2 isolated from the C.d. e. and C.d.r / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular