Orientador: Marcos Hikari Toyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_SimoneCristinaBuzzo_M.pdf: 2132823 bytes, checksum: b98ccca4e06a6ca0155f84135393b9b5 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Lectinas são proteínas que se ligam de forma específica e reversível a carboidratos. Estão distribuídas pelos mais diversos organismos e apresentam atividades de interesse em pesquisas biológicas e médicas. Neste trabalho, duas isoformas de lectina da alga marinha vermelha Bryothamnion triquetrum foram purificadas por cromatografia de troca iônica seguida por uma de fase reversa. As frações foram nomeadas de BTLD1 e BTLD2 e ambas apresentaram massa molecular aparente em SDSPAGE de aproximadamente 9,0 kDa. A análise dos aminoácidos de ambas as lectinas revelaram moléculas de caráter básico e as regiões Nterminal das lectinas foram seqüenciadas e comparadas entre si e com lectinas de outras algas, apresentando grande similaridade com hypninA1, hypninA2 e BTL. Além disso, o dicroísmo circular revelou que a estrutura secundária das proteínas é predominantemente de arranjo aleatório. A lectina BTLD2, a isoforma mais abundante do extrato da alga, apresentou ação antibacteriana contra a bactéria grampositiva Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), mas não foi eficiente contra a bactéria gramnegativa Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap). Também foram utilizados dois modelos de fosfolipases A2, uma isolada do veneno total de Crotalus durissus cascavella que é cataliticamente ativa do tipo Asp 49 (D49), e uma outra PLA2 cataliticamente não ativa do tipo Lys49 (K49), isolada do veneno de Bothrops jararacussu, para ensaios biológicos. A atividade farmacológica e biológica de ambas as PLA2s foi significativamente afetada pela coincubação das mesmas com BTLD2. A formação de heterodímeros de BTLD2 com a PLA2 de Crotalus durissus cascavella ou com a PLA2 de Bothrops jararacussu sugere a formação de um complexo estável em solução com uma massa molecular de aproximadamente 23,0 kDa. A BTLD2 também foi capaz de aumentar significativamente a atividade enzimática da PLA2 de C. d. ascavella em comparação com a PLA2 cataliticamente ativa isolada. As PLA2s de C. d. cascavella e B. jararacussu mostraram forte atividade antibacteriana contra bactérias Cmm e tiveram pouco efeito contra a bactéria Xap. Entretanto, o complexo BTLD2: PLA2 D49 ou K49 mostram um aumento da atividade antibacteriana, principalmente contra a bactéria Xap. As PLA2s induziram atividade edematogênica em pata de ratos e também foram capazes de induzir uma forte agregação plaquetária usando o sistema de plaquetas lavadas. Em ambos os sistemas, o complexo BTLD2: PLA2 mostrou uma atividade menor do que os respectivos controles. Concluindo, os resultados apresentados mostram que esta nova lectina isolada de alga vermelha possui uma evidente capacidade de interação com moléculas de PLA2, tanto cataliticamente ativas quanto inativas, com a formação de heterodímeros. Portanto, esta interação é capaz de modificar significativamente a estrutura terciária da PLA2, uma vez que o complexo mostrou atividade enzimática aumentada além de possivelmente alterar a estrutura de outras regiões moleculares da enzima. É importante verificar que a atividade farmacológica das PLA2s não tem uma correlação direta com a atividade catalítica das mesmas, envolvendo outras regiões que permitem a sua interação com receptores cuja região está distante do sítio catalítico da PLA2 / Abstract: Lectins are proteins that bind specifically and reversibly to carbohydrates. They are widely distributed among living organisms and show many activities of biological and medical interest. In this work, two isoforms of lectins isolated from the red marine alga Bryothamnion triquetrum were purified by ion exchange followed by reverse phase chromatographies. The fractions named BTLD1 and BTLD2 showed apparent molecular mass of approximately 9.0 kDa in SDSPAGE. Both lectins probably have a basic character, as indicated the amino acid analyses using the Compute pI/Mw tool at the ExPASy server. The Nterminal sequences were compared between both lectins and also to other lectins, showing similarity with hypninA1, hypninA2 and BTL. The circular dichroism indicated that the secondary structure of the proteins are predominantly random coiled. Additionaly, BTLD2 (the more abundant lectin isoform in the alga extract) showed antibacterial activity against the grampositive bacteria Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) but was not effective against the gramnegative bacteria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap). A possible modulation of phospholipase activity by BTLD2 was also studied using two phospholipases A2, one isolated from Crotalus durissus cascavella venom that is Asp49 (D49) catalytically active, and other PLA2 Lys49 (K49) catalytically non active from Bothrops jararacussu venom. The pharmacological and biological activities of PLA2s were significantly change by incubation with BTLD2. The heterodimer formation of BTLD2 with Crotalus durissus cascavella or Bothrops jararacussu PLA2s appears to be a stable complex in solution with a molecular mass of approximately 23 kDa. BTLD2 significantly increased the enzymatic activity of the PLA2 from C.d. cascavella compared to the PLA2 alone. Both PLA2s (catalytically active and nonactive) showed strong antibacterial activity against Cmm with little effect against Xap. However, the BTLD2: PLA2 D49 or K49 complexes showed increase in antibacterial activity, particularly against Xap. Moreover, both PLA2s induced edematogenic activity in rat paw and strong platelet aggregation in washed platelets system. Interestingly, addition of BTLD2 with consequent formation of the BTLD2: PLA2 complex decreased both PLA2induced edema and platelet aggregation. Taken toghether, these results show that this new lectin isolated from a red alga and named BTLD2 has the capacity to interact with catalytic or noncatalytic PLA2, forming heterodimers. Therefore, this interaction possibly modify the PLA2 tertiary structure; as the complex BTLD2: PLA2 increase the enzymatic activity of PLA2 (i.e., the phospholipase activity) but at the same time decrease pharmacological and biological PLA2 activities not related to catalysis (i.e., platelet aggregation and edema). This suggests that the PLA2 structure is possibly modified in other sites of the enzyme rather than in the catalytic site. It can be concluded that the PLA2s has several binding sites for different molecules comprising the catalytic site responsible for the phospholipase activity and at least one more pharmacological site responsible for the effects observed after interaction with BTLD2. Therefore, the pharmacological activity of PLA2s has no direct correlation with the catalytic activity, involving other binding sites that allow receptor interaction whose position might be far from the catalytic site of PLA2 / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Ricardo Aparicio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarceloLeitedos_D.pdf: 11878298 bytes, checksum: ee2390825183c2b5891dddf20f4e2509 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta tese são apresentados os resultados da caracterização estrutural, principalmente por Cristalografia e Espalhamento de Raios X a Baixos Ângulos (SAXS), de importantes proteínas de venenos de serpentes e de semente de milho. Modelos estruturais foram obtidos para diferentes fosfolipases A2 (PLA2) de venenos, destacando-se dois modelos cristalográficos para uma PLA2 de Bothrops jararacussu resolvidos nos grupos de espaço P3121 e P212121, numa resolução máxima de 1,83 Å e 1,98 Å, cujos valores finais de Rfactor iguais a 19,7 % e 17,3 % (Rfree = 26,5 % e 23,8 %) foram obtidos, respectivamente. Ambos modelos apresentaram um inesperado fator de agregação plaquetária em seu sítio ativo e um interessante padrão pentagonal de moléculas de água altamente organizadas na superfície externa do canal hidrofóbico. Também foram recuperados envelopes de SAXS para uma PLA2 de Crotalus durissus cascavella, antes e após seu tratamento com naringina, que apresentaram uma nova configuração dimérica para fosfolipases A2 em solução e permitiram identificar o provável sítio de interação deste flavonóide. As proteínas de semente estudadas são aldose redutases (AR), as quais parecem estar envolvidas no metabolismo de sorbitol no milho. Esta mesma enzima em humanos está diretamente relacionada com complicações diabéticas em situações de hiperglicemia ao catalisar a conversão da glicose em excesso a sorbitol, que por sua vez é extremamente tóxico às células. Ao todo, seis modelos cristalográficos (apoenzima, complexos com cofatores enzimáticos e complexos ternários) foram obtidos para ARs específicas do embrião e endosperma. Dois destes modelos tiveram seu refinamento estrutural finalizado. O primeiro, para a apoenzima AKR4C7 do endosperma, apresentou valores finais de Rfactor e Rfree iguais a 16,6 % e 20,0 % a uma resolução máxima de 1,45 Å. O segundo, para o complexo da AKR4C13 do embrião com o cofator enzimático NADPH, convergiu para valores de Rfactor e Rfree iguais a 15,4 % e 18,9 % também a uma resolução máxima de 1,45 Å. Análises preliminares dos modelos cristalográficos das ARs de milho foram realizadas com intuito de investigar as possíveis razões para a existência de atividade catalítica frente ao sorbitol, mas não para glicose. De modo geral, as principais características estruturais destas e de ARs de outros organismos são conservadas, incluindo os resíduos do sítio ativo e suas conformações. Assim, mais estudos ainda são necessários até que se possa compreender as razões para a predileção ao sorbitol, em detrimento da glicose, pelas ARs da semente de milho / Abstract: This PhD thesis presents the results of a structural characterization of important proteins from snake venoms and maize seed mainly through Crystallography and Small-Angle X Ray Scattering (SAXS). Structural models were obtained for different phospholipases A2 (PLA2) from snake venoms, remarkably two crystallographic models for a PLA2 from Bothrops jararacussu in whose active site it was found an unexpected platelet aggregation factor and an interesting pattern of water clusters showing a highly organized pentagonal distribution that was found on the outside of the models¿ hydrophobic channel. Refined crystal structures were obtained at 1.98 Å and 1.83 Å resolution for crystals belonging to the space groups P212121 and P3121, showing crystallographic (Rfactor) and Rfree values of 17.3 % and 23.8 % for the space group P212121 and 19.7 % and 26.5 % for the space group P3121. SAXS envelopes for a PLA2 from Crotalus durissus cascavella treated and non-treated with naringin which allowed to identify possible flavonoid binding sites were also recovered. In addition, it was observed that C. d. cascavella dimers present a new extended configuration never seen before for phospholipases A2 in solution. The seed proteins studied are aldose reductases (AR) that seems to be related with sorbitol metabolism in maize. In humans, aldose reductases are straightly related with diabetic complications in hyperglycemic situations where the conversion of excess glucose to sorbitol induces serious cellular damage, since this product is extremely toxic to cells. Altogether, six crystallographic models for apoenzyme, complexes with enzymatic cofactors and ternary complexes were obtained for specific ARs from embryo and endosperm. The structural refinement for two of these models was already finished. The first model was obtained for the apoenzyme AKR4C7 from maize endosperm that presented Rfactor and Rfree values of 16,6 % and 20,0 %, respectively, at a maximum resolution of 1,45 Å. The second corresponds to the AKR4C13 from maize embryo complexed with the enzymatic cofactor NADPH for which crystallographic Rfactor of 15,4 % and Rfree of 18,9 %, at a maximum resolution of 1,45 Å, were obtained. Maize AR models were analyzed aiming at evaluate possible reasons for the lack of catalytic activity for glucose. In general, the main structural features of these ARs and from other organisms are conserved, including the active site residues and their conformations. Thereby, additional studies are still necessary to understand the reasons for the sorbitol preference over glucose in the enzimatic activity of maize aldose reductases / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

A proteína Tau é um importante componente do citoesqueleto neuronal, encontrada fundamentalmente nos axônios e sendo responsável pela estabilização dos microtúbulos. Agregados de proteína Tau em estado hiperfosforilado dão origem aos filamentos helicoidais pareados, que por sua vez integram os emaranhados neurofibrilares. Estes, ao lado das placas senis, representam os achados patológicos característicos da doença de Alzheimer (DA). A superfamília das fosfolipases A2 (PLA2) compreende diversas enzimas que participam de processos fisiológicos importantes, tais como a digestão de fosfolipídios, a remodelação da membrana celular e a geração de mensageiros para a sinalização intracelular. Existem evidências indiretas de que o estado de fosforilação da Tau é modificado pelos produtos metabólicos da PLA2, em processos de neuritogênese e plasticidade sináptica. O presente trabalho tem como objetivo investigar, em culturas primárias de neurônios, os efeitos da inibição da PLA2 sobre o estado de fosforilação da proteína Tau. Foram utilizados inibidores de diferentes subtipos de PLA2 para o tratamento das culturas, sendo os efeitos determinados pelo método de Western Blot, utilizando-se painel de anticorpos direcionados contra a proteína Tau sensíveis ao estado de fosforilação de seus diferentes fosfoepitopos. Nossos achados mostram que a inibição da PLA2 leva a um aumento dose-dependente e específico da fosforilação da Tau no resíduo de Serina 214. Isso sugere que a PLA2 participa da regulação do estado de fosforilação da Tau em neurônios hipocampais por uma via independente da ação da enzima glicogênio sintase quinase (GSK), que é a principal quinase da proteína Tau em neurônios. Essas evidências reforçam o papel da PLA2 na fisiopatologia da DA, na qual a redução da atividade enzimática correlaciona-se com parâmetros clínicos e neuropatológicos da demência. / Tau protein is an important cytoskeleton component, responsible for microtubules stabilization, found basically in axons of neurons. The abnormal aggregation of Tau protein in a hyperphosphorylated state could lead to paired helical filaments, which in turn integrate the neurofibrillary tangles present in many illnesses, such Alzheimer Disease (AD). Together with senile plaques, neurofibrillary tangles represent the histopathological findings of AD. Indirect evidences show that metabolic products of an important family of enzymes, phospholipase A2 (PLA2) are responsible for modifications in neuritogenesis processes, synaptic plasticity and in Tau phosphorylation state. The superfamily of PLA2 comprehends many enzymes important in physiological processes, such as phospholipids digestion, cellular membrane remodeling and messengers of intracellular signaling. This way, the objective of this research is to investigate, in primary neurons cultures, the effect of PLA2 inhibition on Tau phosphorylation state. Cultures were treated with PLA2 inhibitors and the effects were analyzed by western-blot method using specifics antibodies for some Tau phosphorylated residues. Our findings show that the PLA2 inhibition increases Tau phosphorylation in Serine 214 residue in dose-dependent and specific manner. These findings suggest that PLA2 participate in hippocampal neurons Tau phosphorylation regulation, in a glycogen sintase quinase (GSK) independent manner. These evidences strengthen the possible role of PLA2 in the physiopathology of AD and that the reduction of its enzymatic activity is correlated with clinical and neuropathology parameters of dementia.

As serpentes contêm em sua peçonha inúmeras substâncias que vão desde componentes inorgânicos até proteínas complexas com diferentes atividades sobre diversos sistemas fisiológicos. As serpentes do gênero Lachesis estão distribuídas na floresta tropical da América Central e do Sul, incluindo o Brasil. Entre as substâncias encontradas na peçonha dessas serpentes estão as fosfolipases A2 (PLA2), que constituem uma família de enzimas que catalisam a hidrólise da ligação éster sn-2 em glicerofosfolipídeos e exibem uma variedade de atividades fisiológicas e patológicas, incluindo neurotoxicidade pré e pós-sináptica. Elas induzem a formação de edema, afetam a agregação plaquetária, além de serem potentes promotores de inflamação. Os objetivos desse trabalho foram o isolamento, a caracterização estrutural e bioquímica de uma nova PLA2 presente na peçonha de Lachesis muta. A peçonha foi submetida a uma filtração em gel em coluna HiPrep Sephacryl S200, obtendo-se as frações LmS-A a LmS-K. As frações LmS-G, LmS-H e Lms-I apresentaram elevada atividade fosfolipásica, com destaque para a fração LmS-G, que foi então submetida a uma cromatografia de fase reversa, obtendo-se um pico majoritário denominado Lmr-PLA2. A sequência de aminoácidos da Lmr-PLA2 apresentou alta identidade com PLA2s já descritas na literatura, porém, com alguns resíduos distintos, caracterizando-a como uma nova PLA2. Além disso, a enzima possui o resíduo D49 na sua sequência de aminoácidos, sugerindo ser uma PLA2 cataliticamente ativa, confirmado pelo ensaio de atividade hemolítica indireta. A massa molar determinada por espectrometria de massas foi de 13,9 kDa. Através de eletroforese bidimensional, foi determinado o ponto isoelétrico de 5,49, indicando ser uma PLA2 ácida. Os parâmetros cinéticos obtidos foram velocidade máxima (Vmax) e a constante de Michaelis (Km) de 1,147 nmol/min/mL e 0,404 mM além de Kcat = 0,41 min-1, ou número de turnover, e a eficiência catalítica Kcat/Km= 1,02 mM-1min-1 sobre o substrato NOB (3-(octanoyloxy)benzoic acid). A Lmr-PLA2 inibe a agregação plaquetária, é edematogênica, mas não é miotóxica. Os níveis plasmáticos de creatina cinase, proteínas, ureia e ?-glutamiltranspeptidase de camundongos que receberam injeção de Lmr-PLA2 não foram alterados. Estes dados juntamente com as análises de miotoxicidade demonstraram que a enzima tem baixa toxicidade in vivo. A elevada atividade catalítica e baixa toxicidade da Lmr-PLA2 tornam esta molécula promissora para o desenvolvimento de fármacos. / Snakes contain numerous substances in their venom ranging from inorganic to complex proteins with different activities on various physiological systems. Snakes of the genus Lachesis are distributed in the rainforest of Central and South America, including Brazil. Among the substances found in the venom of these snakes are phospholipases A2 (PLA2), which constitute a family of enzymes that catalyze the hydrolysis of the sn-2 ester bond in glycerophospholipids and exhibit a variety of physiological and pathological activities, including neurotoxicity pre- and post-synaptic. They induce the formation of edema, affect platelet aggregation and are potent promoters of inflammation. The objectives of this work are the isolation, structural and biochemical characterization of a new PLA2 present in the venom of Lachesis muta rhombeata. The role venom was subjected to gel filtration in Sephacryl S200, obtaining fractions LMS-A to LMS-K. The fractions LMS-G, LMS-H and LMS-I exhibited phospholipase activity, particularly the fraction LMS-G, which was then subjected to reversed phase chromatography, yielding a majority peak called Lmr-PLA2. The amino acid sequence of Lmr-PLA2 showed high identity with PLA2s already described in the literature, but with some distinct residues, characterizing it as a new PLA2. Additionally, this enzyme possesses the residue D49 in its amino acid sequence, indicating that one catalytically active PLA2 confirmed by indirect hemolytic activity. The molar mass determined by mass spectrometry was 13.9 kDa and its isoelectric point 5.49, indicating that Lm-PLA2 is an acid phospholipase. The kinetic parameters were Vmax = 1.147 nmol/min/mL and Km = 0.404 mM; Kcat = 0.41 min-1, or turnover number, e a catalytic efficiency, Kcat/Km = 1.02 mM-1min-1 with NOB (3-(octanoyloxy)benzoic acid) substrate. Lmr-PLA2 inhibits platelet aggregation, causes edema, but it is not myotoxic. Plasma levels of creatine kinase, protein, urea and ?-glutamyltranspeptidase of mice injected with Lmr-PLA2 have not changed. These data together with myotoxicity analysis showed that the enzyme has low toxicity in vivo. The high catalytic activity and low toxicity of Lmr-PLA2 make this molecule promising for drug development.

A fosfolipase A2 (PLA2) é considerada uma enzima chave no metabolismo de fosfolípides, principais constituintes das membranas celulares. Alterações da atividade da PLA2 têm sido descritas no cérebro e sangue (soro, plasma e plaquetas) de pacientes com diversas doenças neuropsiquiátricas e também em matrizes biológicas como tecido cerebral de ratos e cultura de células neuronais. A inibição da atividade da PLA2 em cultura primárias de neurônios corticais de rato resultou em neurotoxicidade, o que demonstra o papel da PLA2 em processos de sobrevivência e desenvolvimento neuronal. Neste estudo foi padronizado um ensaio radioenzimático para caracterização dos três principais subtipos da PLA2 em cultura primária de neurônios: PLA2 secretória dependente de cálcio (sPLA2), PLA2 citosólica dependente de cálcio (cPLA2) e PLA2 intracelular independente de cálcio (iPLA2). Para isso foram testadas variáveis críticas para a reação enzimática e com os resultados obtidos houve um aprimoramento do método empregado. Foi encontrada ainda, uma predominância do subtipo iPLA2 (71%) nas culturas de neurônios. Dessa forma, apresentamos um modelo in vitro para determinação da atividade dos subtipos de PLA2 que pode ser considerado uma ferramenta para compreensão dos mecanismos envolvidos nas doenças neuropsiquiátricas, nas quais a PLA2 encontra-se alterada. Além disso, a partir de modelos laboratoriais baseados em estudos com culturas de células, poderão ser evidenciados os efeitos de diversas substâncias químicas novas ou de uso tradicional, como drogas de interesse psiquiátrico, sobre os neurônios. / The phospholipase (PLA2) is considered a key enzyme in the metabolism of phospholipids, which are the main constitutes of cellular membranes. Alterations in PLA2 activity have been reported in the brain and blood cells of psychiatric patients and also in biological matrixes like rat brain tissues and cultures of neuron cells. Inhibition of PLA2 activity in primary cultures of rat neurons resulted in neurotoxicity, which demonstrates the role of PLA2 in survival processes and neuronal development. In this study, a radioenzymatic assay was standardized to detect the activity of the three main groups of PLA2, which are the calcium dependent secretory PLA2 (sPLA2), the cytosolic calcium dependent PLA2 (cPLA2) and the intracellular calcium independent PLA2 (iPLA2), in the culture of neurons. Critical variables for the enzymatic assay were tested and from the results the method used was modified. Our findings demonstrate that there is a predominance of iPLA2 subtype (71%) in cultures of rat neurons. So therefore we present an in vitro model which aims to determine the main activity of PLA2 subtypes and can be considered an investigative tool for comprehending the mechanisms involved in neuropsychiatric disorders that show alterations in PLA2 activity. Furthermore, the effects of new chemical and traditional substances, such as the drugs used in psychiatric treatments, can be evidenced in the neurons by the use of laboratorial models based on studies of neuron cultures.

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

Objetivando estudar o perfil fenotípico de leveduras mantidas em banco de microrganismos de Cryptococcus neoformans, 40 cepas de origem clínica e 44 de origem ambiental foram escolhidas aleatoriamente. As cepas passaram por tipagem bioquímica para diferenciação em C. neoformans e C. gattii, e dentre as cepas clínicas 90% foram tipadas como C. neoformans e 10% como C. gattii, já dentre as cepas ambientais 95,5% foram C. neoformans e 4,5% C. gattii. As cepas cepas que foram positivas no teste bioquímico para C. gattii passaram por tipagem molecular (PCR-RFLP) e verificou-se que apenas quatro cepas eram realmente C. gattii (VGII), e duas outras C. neoformans (VNI e VNIII). Quando estudado os fatores relacionados a virulência, todas as cepas tanto clínicas quanto ambientais foram produtoras de fosfolipase, sendo que cepas de origem clínica produziram essa enzima em maior quantidade. Todas as cepas tanto clínicas quanto ambientais foram produtoras da enzima protease e todas também apresentaram intensidade de cor da colônia ( melanização). Quando avaliado a espessura capsular in vitro todas apresentaram cápsula, das cepas clínicas, 67% apresentaram cápsula média e das ambientais 70%. Quando avaliado a sensibilidade aos antifúngicos pelo métodos E-test todas as cepas clínicas e ambientais foram sensíveis aos antifúngicos anfotericina B, cetoconazol, fluconazol, voriconazol e posoconazol. O itraconazol também foi testado e apresentou cepas sensíveis à droga, porém uma cepa clínica e duas ambientais tiveram classificação dose dependente. Destacamos que a fosfolipase poderia ser usada como um marcador fenotípico para o complexo Cryptococcus neoformans e uma correta identificação das culturas mantidas em banco de microrganismos é necessário. / Aiming to study the phenotypic profile of yeasts maintened in stock culture identified as Cryptococcus neoformans, 40 clinical and 44 environmental strains, were chosen ran domly. The strains had undergone biochemical typing for differentiation as C. neoformans and C. gattii. Among the clinical strains 90% were typed as C. neoformans and 10% as C. gattii, already among the environmental strains were 95,5% C. neoformans and 4,5% C. gattii. The strains thah were positive in biochemical test for C. gattii underwent molecular typing (PCR-RFLP) and found that only four strain were actually C. gattii (VGII) and two other C. neoformans (VNI and VNII). When the factors related to virulence were studied, both the clinical and environmental strains were phospholipase positive but the clinical strains produced a greater amount of this enzyme. All strains were both clinical and environmental production of protease and also showed an intensity colony color (melanization). When the thickness of the capsule was evaluated, all of it showed a capsule, from the clinical strains 67% had an average capsule and from environmental strains 70% had an average capsule. When assessed by sensitivity to antifungal by E-test method all clinical and environmental strains were sensitive to the anphotericine B, ketoconazole, fluconazole, voriconazole and posoconazole. Itraconazole was tested and the samples showed drug sensitive-strains. We point out that phospholipase production would be used as marked to C. neoformans complex and a correct identification of strains maintened in stock culture is necessary.

Orientadores: Sérgio Marangoni, Luís Alberto Ponce Soto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carregari_VictorCorasolla_M.pdf: 2297387 bytes, checksum: fc95267d0ed3c753978294fe999d0cf7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho apresenta a purificação e caracterização bioquímica de uma nova PLA2 neurotóxica nomeada BbilTX-I isolada do veneno da serpente Bothriopsis bilineta. Esta proteína foi purificada através de dois passos cromatográficos, em Sephadex G75 e HPLC de fase reversa C18 (?Bondapak Watters). A BbilTX-I é uma PLA2D49, com elevada atividade catalítica, massa molecular de 14185,48 Da, e alta similaridade na sua sequência N-terminal com outras PAL2 de veneno de serpentes. A temperatura ótima para a atividade enzimática da BbilTX-I está entre 25Cº e 37 ºC. A fração BbilTX-I é cálcio dependente e tem a atividade enzimática bastante diminuída quando testadas com os íons divalentes. Da mesma forma como outras PLA2 descritas na literatura, a BbilTX-I mostra o pH ótimo em torno de 8. A fração F3 isoladas de crotapotinas crotálicas e a DA2-II extraída do soro de Didelphis albiventris apresentaram um efeito inibitório de mais de 50% sobre a atividade enzimática da toxina BbilTX-I. O efeito da concentração do substrato 4-nitro-3-(octanoiloxi) ácido benzóico sobre a atividade enzimática da BbilTX-I demonstrou que a toxina é uma enzima monomérica com tendência alostérica sugerindo provavelmente um mecanismo de cooperatividade positiva mnemônical. A PLA2 BbilTX-I inserida em preparação isolada de biventer cervicis de pintainho apresentou um efeito bloqueador da transmissão nervosa na junção neuromuscular, em doses de 10, 20, 30 e 50?g/ml e causou 50% de bloqueio em 20 minutos com 10 ?g/ml, 30 minutos com 20 ?g/ml, 22 minutos com 30 ?g/ml e 20 minutos com 50 ?g/ml. Como não houve alteração significativa na resposta ao KCl (usado para detectar danos na membrana celular) e à Acetilcolina (usada para identificar atividade sobre os receptores colinérgicos nicotinicos) podemos dizer que a PAL2 BbilTX-I é uma neurotoxina pré-sináptica não miotoxica, que atua no terminal nervoso da sinapse neuromuscular interferindo sabre a liberação da ACh. A crotapotina F3 isolada do veneno da serpente Crotalus durissus cascavella e o fator anti-homorrágico DA2-II isolado do soro de Dildelphis albiventris inibiram em 64% e 57% respectivamente a atividade edematizante da fração BbilTX-I demonstrando que a ação inflamatória desta proteína é dependente de sua ação catalítica / Abstract: In this present work we described the purification and functional characterization of a new neurotoxic PLA2, named BbilTX-I from Bothriopsis bilineata snake venom. This protein was by the combination of two chromatographic steps, Molecular Exclusion on a Sephadex lunm and Reverse Phase HPLC (RP-HPLC) on a C18 ?-Bondapack (Waters) column. BbilTX-I is a monomeric PLA2-D49 showing high purity degree in SDS-PAGE in both reducing and non-reducing conditions. The purity of the toxin was confirmed by MALDI-TOF mass spectrometry and shows a molecular mass of 14185.48 Da. BbilTX-I posses a high catalytic activity upon 4-nitro-3-(octanoiloxi) benzóic acid as a substrate compare with other bothropic PLA2. The optimal temperature and pH for BbilTX-I activity was determinate between 25-37 °C and around 8, respectively. This PLA2 is Ca+2 dependent but others divalent ions significatively reduce its catalytic activity, when pre­incubated with the protein. Also were tested the effects of fraction F3, crotapotin from Crotalus durrisous cascavela, and anti-hemorrhagic factor DA2-Il from Didelphis albiventris opossum sera under optimal conditions; both fraction showed an inhibitory effect over the BbilTX-I catalytic activity. At different concentrations of the substrate this monomeric PLA2 show an allosteric behavior suggesting a positive cooperative mnemonical enzyme mechanism in the catalysis. BbilTX-I showed an inhibitor effect on neuromuscular nerve transmissions on the isolated muscle biventer cervicis. At doses at 10, 20, 30 and 50 g/ml it elicited a blockade of 50% of 20, 30, 22 and 20 minutes, respectively. The effect displayed by BbilTX-I did not with the responses evoked by the addition of KCl (cell membrane damage) and (Ach functionality of cholinergic receptors), thus, we can argue that BbliTX-I is a pre-synaptic neurotoxin impairing the Ach liberation. BbilTX-I shows itself as an edematogenic PLA2 when injected in the mouse right footpad, it elicited a 70% higher than of edema when compare with the control. The edemetogenic activity of this PAL2 is related to its catalytic activity since both are inhibited by F3 crotapotin and DA2-II, 64 and 57% respectively. The reproducibility of biological activity, through the pharmacologic effects, only is possible by the use of chemically homogeneous fractions that hold biological function integrity. This fraction was obtain with high efficiency methodologies like HPLC, mass spectrometry, this result can be associated with the biological activity, disregarding the subjectivity caused by the venom or by impure fractions. This kind of methodologies can be applied to biochemical, structure and function, logical and pharmacological studies, which can reveal unknown mechanism in the function-structure relationship of snake venom PLA2 / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

The relationship among eosinophils, lysophospholipase activity and the immune response in animals infected with Trichinella spiralis was studied using in vivo and in vitro techniques. In an in vivo experiment, anti-thymocyte serum (ATS) was administered to mice infected with T. spiralis and its effects on intestinal lysophospholipase (EC 3.1.1.5.) activity, peripheral blood, bone marrow and intestinal eosinophilia were measured in the same experimental animal. The ATS caused a significant temporally related suppression of both the tissue lysophospholipase response and eosinophilia, in all three compartments. These findings support the hypothesis that parasite-induced eosinophilia is the cause of the increased lysophospholipase activity of parasitized tissue and that the responses are thymus cell-dependent. In vitro experiments demonstrated that the eosinophil was the primary inflammatory cell source of lysophospholipase among eosinophils, neutrophils macrophages and lymphocytes. The role of other cells and antigen in the production of the enzyme by the eosinophil was also investigated in vitro• Results demonstrated that eosinophils cultured with both T. spiralis antigen and other leukocytes yielded enzyme activities significantly greater than eosinophils cultured alone or with only antigen. More specific experiments showed that T-lymphocytes were the cells responsible for influencing the eosinophils' lysophospholipase activity in the presence of antigen, and that their influence was enhanced by the presence of macrophages. These results suggested that increased lysophospholipase activity present in parasitized tissue was not only due to increased numbers of eosinophils infiltrating parasitized tissue but was also due to each eosinophil synthesizing more of the enzyme. The necessity for antigen and other cells suggests a role for cell cooperation in the production of the enzyme, specifically T-lymphocytes and macrophage interaction with the eosinophil. A lymphocyte soluble factor collected from sensitized lymphocytes stimulated with specific antigen or concanavalin A was found to enhance the eosinophil lysophospholipase activity when added to cultures of eosinophils plus other peritoneal cells. The soluble factor did not stimulate the lysophospholipase activity of pure cultures of eosinophils.

Preliminary studies from our laboratory showed that cPLA2α may be responsible for approximately 50-60% of the PGE2 production in response to inflammatory cytokines. Thus, we hypothesized that a closely-related PLA2 is responsible for 40-50% of the PGE2 produced in response to inflammatory cytokines. To this end, we utilized RNAi technology, extensively optimized, to down regulate the expression of closely-related isoforms of phospholipase A2 in A549 cells and used an enzyme linked immuno sorbent assay (ELISA) to quantitate the PGE2 produced. These studies found that cytosolic phospholipase A2α (cPLA2α) regulated 97.7% of the prostaglandin E2 (PGE2) produced in response to inflammatory cytokines (e.g. IL-1β or TNFα), as well as regulating the basal levels of this prostanoid. Furthermore, cPLA2γ, cPLA2δ, and iPLA2 were found to also to regulate the basal levels of PGE2 production. On the other hand, cPLA2β was not involved in prostanoid synthesis in A549 cells either in the presence or absence of inflammatory cytokines. Thus, our studies show that cPLA2α plays the pivotal role in the production of PGE2 in response to inflammatory cytokines, and suggests that cPLA2α may be a possible drug target in diseases such as asthma, inflammation, and cancer.