CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Lectinas de plantas podem ser definidas como proteÃnas de origem nÃo imune que possuem pelo menos um domÃnio nÃo catalÃtico que se liga reversivelmente de maneira especÃfica a um mono- ou oligossacarÃdeo. A famÃlia das lectinas de leguminosas representa o grupo destas proteÃnas mais bem estudadas, em especial destaque a subtribo Diocleinae, que possui o representante mais bem caracterizado, a ConA. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo ocorre quanto Ãs atividades biolÃgicas e especificidade a carboidratos variados, o que torna importante a investigaÃÃo em nÃveis estruturais e biolÃgicos dos seus diversos membros, dentre eles a Canavalia grandiflora Benth. A lectina de sementes de Canavalia grandiflora (ConGr) foi purificada de acordo com Ceccato (2001) e foi cristalizada pelo mÃtodo de difusÃo de vapor a 293 K. Cristais foram obtidos em uma condiÃÃo contendo 0,5 M de sulfato de cÃdmio hidratado, 0,1 M de HEPES pH 7.5 e 1,0 M de acetato de sÃdio triidratado. Os cristais apresentam o grupo espacial ortorrÃmbico I222, a cela unitÃria tem como dimensÃes a=67,70 Ã, b=55,90à e c=107,46 à e Ãngulos ?=?=?=90Â, sendo observado um monÃmero na unidade assimÃtrica e um conteÃdo de 42,53% de solvente no cristal. A estrutura foi resolvida a 2,19à e o problema de fase foi solucionado pelo mÃtodo de substituiÃÃo molecular utilizando as coordenadas da Canavalia gladiata como modelo (PDB: 2D7F). O refinamento satisfatÃrio apresentou âRfactorâ e âRfreeâ com 22,6 e 27,4 respectivamente e apenas um resÃduo de aminoÃcido em regiÃo nÃo permitida do Ramachandran. Apesar da alta similaridade estrutural, pequenas mudanÃas na orientaÃÃo de aminoÃcidos chaves, podem ser responsÃveis pela diversidade nos resultado de aplicaÃÃes biolÃgicas como os resÃduos do sÃtio de ligaÃÃo a carboidrato, que apesar de conservados possuem modificaÃÃes na orientaÃÃo espacial. A seqÃÃncia primÃria da lectina de C. grandiflora apresenta grande similaridade com lectinas do mesmo gÃnero, porÃm ela concentra o maior nÃmero de mutaÃÃes representativas do gÃnero Dioclea, caracterizando-o como o subgÃnero de Canavalia mais prÃximo de Dioclea, e dentre as canavalias à a mais primitiva. A ConGr apresentou atividade edamatogÃnica em modelo de edema de pata (s.c.) e efeito relaxante em mÃsculo liso de aortas de ratos endotelizadas, porÃm os efeitos mostram-se fracos frente a outras lectinas de Diocleinae. / Plant Lectins can be defined as non-immune origin proteins having at least one non-catalytic domain that binds reversibly in a specific fashion to a mono-or oligosaccharide. The legume lectin family group represents the best studied of these proteins, in particular highlighted the subtribe Diocleinae, which has the best characterized representative, ConA. Lectins Diocleinae show a high degree of structural similarity, but the same does not regarding biological activities and specificity to different carbohydrates, which makes it important to research in structural and biological levels of its various members, among them the Canavalia grandiflora Benth. The lectin from Canavalia grandiflora (Congr) was purified according to Ceccato (2001) and was crystallized by vapor diffusion method at 293 K. Crystals were obtained in a state containing 0.5 M of cadmium sulfate hydrate, 0.1 M HEPES pH 7.5 and 1.0 M sodium acetate trihydrate. The crystals have the orthorhombic space group I222, the unit cell has the dimensions a = 67.70 Ã, b = 55.90 à and c = 107.46 à and angles? =? =? = 90 Â, giving a monomer in the asymmetric unit and a content of 42.53% solvent in the crystal. The structure was solved to 2.19 à and phase problem was solved by the method of molecular replacement using the coordinates of Canavalia gladiata as a template (PDB: 2D7F). The refinement showed satisfactory "rfactor" and "Rfree" with 22.6 and 27.4 respectively and only one amino acid residue in a region of the Ramachandran disallowed. Despite the high structural similarity, small changes in the direction of key amino acids may be responsible for the diversity in the biological applications as a result of the residues of the carbohydrate binding site which are retained despite changes in spatial orientation. The primary sequence of the lectin from C. grandiflora has great similarity with lectins of the same genus, but it has the largest number of mutations representative of the genus Dioclea, characterizing it as the subgenus Canavalia nearest Dioclea and canavalias is among the most primitive. The Congregation edamatogÃnica showed activity in a model of paw edema (sc) and relaxing effect on smooth muscle of rat aorta endothelial, but the effects appear to be weak compared to other lectins Diocleinae.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / As sementes de Bauhinia bauhinioides Mart, uma espÃcie pertencente à FamÃlia Leguminosae, SubfamÃlia Caesalpinoideae, Tribo Cercideae, possuem uma lectina Galactose/Lactose especÃfica, que aglutina eritrÃcitos de coelho e humanos nativos ou tratados com enzimas proteolÃticas. A lectina de sementes de B. bauhinioides foi purificada por precipitaÃÃo com sulfato de amÃnio seguida por cromatografias de trocas iÃnica em DEAE-Sephacel e em HiTrap SP, essa Ãltima acoplada a HPLC. Esse procedimento resultou na lectina purificada, nomeada BBL. O processo de purificaÃÃo da BBL foi monitorado por SDS-PAGE e observou-se que a lectina purificada à caracterizada por um perfil eletroforÃtico composto por uma banda Ãnica, com massa molecular aparente de aproximadamente 31 kDa, tanto na presenÃa quanto na ausÃncia de um agente redutor. A anÃlise por espectrometria de massas indicou que BBL possui massa molecular de 28310 Da e, por cromatografia de exclusÃo molecular, observou-se que a lectina, na sua forma nativa, parece assumir uma estrutura tetramÃrica. A lectina de sementes de B. bauhinioides nÃo à uma glicoproteÃna e demonstra elevada estabilidade, sendo capaz de manter sua atividade hemaglutinante em uma ampla faixa de pH, apÃs exposiÃÃo a temperaturas de atà 60 C por 1 hora e apÃs diÃlise contra EDTA. BBL foi testada quanto a atividade prÃ-inflamatÃria utilizando o modelo de edema de pata em ratos, tendo sido observada uma induÃÃo significativa de edema nos animais tratados com BBL na dose de 1,0 mg/kg sendo esta atividade prÃ-inflamatÃria inibida pela incubaÃÃo prÃvia da lectina com 0,1 M de D-galactose. Foi avaliado tambÃm o efeito prÃ-inflamatÃrio da BBL em presenÃa de bloqueadores farmacolÃgicos de dois importantes mediadores inflamatÃrios e observou-se que o L-NAME, um inibidor nÃo-seletivo da enzima Ãxido NÃtrico Sintase, inibiu significativamente o edema causado pela lectina, sugerindo que a atividade prÃ-inflamatÃria causada por BBL envolve a participaÃÃo do oxido nÃtrico. Esses resultados reforÃam a idÃia da utilizaÃÃo de lectinas vegetais como ferramentas biotecnolÃgicas em estudos sobre os mecanismos implicados na resposta inflamatÃria. / A new galactose-specific lectin, named BBL, was purified from seeds of the Caesalpinoideae plant, Bauhinia bauhinioides, by precipitation with solid ammonium sulfate followed by two steps of ion exchange chromatography, and its pro-inflammatory activity was evaluated. The lectin haemagglutinated rabbit and humans erythrocytes (native and treated with proteolytic enzymes), which occurred independent on presence of divalent cations, was stable at 60 ÂC for 60 min, had an optimum pH between pH 8.0 and 9.0 and was inhibited after incubation with D-galactose and its derivatives, especially α-methyl-D-galactopyranoside. The pure protein was found to have a molecular mass of 31 kDa by SDSâPAGE and 28,305 Da by electrospray ionization mass spectrometry. The s.c. injection of BBL induced dose-dependent paw edema at all doses tested, an effect that occurred via carbohydrate site interaction and that was significantly reduced by L-NAME, indicating the important participation of nitric oxide in the late phase of the edema induced by BBL. These findings indicate that this lectin can be used as a tool to better understand the mechanisms involved in inflammatory responses.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lectins are proteins that bind carbohydrates specifically and reversibly. The legume lectins represent the best studied and established group, from the point of view of physical-chemical and biological and structural, where a well-studied group of these proteins involves lectin obtained from members of the subtribe Diocleinae. Lectins Diocleinae have a high degree of structural similarity, but the same was not true regarding biological activities. This variability, as a rule, is in the detail that can be analyzed in structures based studies. In this context, multiple cardiovascular disease and inflammatory processes, particularly chronic and recurrent nature, arouse the interest of the scientific community because they require a wider range of drugs for therapeutic alternatives. In this sense, they become important research seeking new compounds with vasorelaxant and anti-inflammatory action. The present paper describes the partial structural and biological characterization of two lectins present in Canavalia virosa and Canavalia oxyphylla seeds, belonging to the family Leguminosae, subfamily Papilionoideae, Phaseoleae tribe, subtribe Diocleinae. The lectin from Canavalia virosa seeds (ConV) was purified in a single step by affinity chromatography on mannose-Sepharose 4B column. ConV strongly agglutinated rabbit erythrocytes and was inhibited by monosaccharide (D-mannose, D-glucose and α-methyl-D-manosÃdeo) and glycoproteins (fetuin and ovalbumin). SDS-PAGE revealed three bands, corresponding to three chains (α, β, γ and) confirmed by ESI mass spectrometry with masses of 25.480  2 Da, 12.864  1 Da and 12,633  1 Da, respectively. The hemagglutination activity of ConV is great in pH 7.0 to 9.0, stable at a temperature of 80 C, and is not affected by EDTA. ConV showed no toxicity against Artemia sp. and relaxed the endothelized rat aorta, with the participation of the lectin domain. In our tests, the lectin immobilized on CNBr-Sepharose was able to bind 0.8 mg of ovalbumin by chromatography, allowing the use of ConV as a tool to capture and purification of glycoproteins. Moreover, the lectin from Canavalia oxyphylla (CoxyL) was purified in a single step by affinity chromatography on Sephadex G-50 column. SDS-PAGE showed that pure lectin consists of a major band of 30 kDa (α chain) and two minor components (β and γ chains) of 16 and 13 kDa, respectively. These data were further confirmed by mass spectrometry via electrospray ionization. Compared to the average molecular weight of the α chains, the partial amino acid sequence obtained corresponds to about 45% of the total sequence CoxyL. CoxyL showed hemagglutinating activity was specifically inhibited by monosaccharide (D-glucose, D-mannose and methyl-α-D-manosÃdeo) and glycoproteins (fetuin and ovalbumin). Furthermore, CoxyL proved to be heat stable at 60 C, and its activity is optimal at pH 7.0. CoxyL caused toxicity in Artemia sp. and induced paw edema in rats. / Lectinas sÃo proteÃnas que se ligam a carboidratos de forma especÃfica e reversÃvel. As lectinas de leguminosas representam o grupo mais bem estudado e estabelecido, tanto do ponto de vista de caracterizaÃÃo fÃsico-quÃmica e biolÃgica como estrutural, onde um grupo bem estudado destas proteÃnas envolve lectinas obtidas de membros da subtribo Diocleinae. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo se observa quanto Ãs atividades biolÃgicas. Esta variabilidade, via de regra, està em detalhes que podem ser analisados em estudos baseados em estruturas. Neste contexto, mÃltiplos processos patolÃgicos cardiovasculares e inflamatÃrios, principalmente de natureza crÃnica e recorrente, despertam o interesse da comunidade cientÃfica por requererem uma maior variedade de fÃrmacos para alternativas terapÃuticas. Neste sentido, tornam-se importantes pesquisas que busquem novos compostos, com aÃÃo vasorrelaxante e anti-inflamatÃria. Assim, o presente trabalho descreve a caracterizaÃÃo estrutural parcial e biolÃgica de duas lectinas presentes em sementes de Canavalia virosa e Canavalia oxyphylla, pertencentes à famÃlia Leguminosae, subfamÃlia Papilionoideae, tribo Phaseoleae, subtribo Diocleinae. A lectina de sementes de Canavalia virosa (ConV) foi purificada em uma Ãnica etapa atravÃs de cromatografia de afinidade em coluna Sepharose-mannose 4B. ConV aglutinou fortemente eritrÃcitos de coelho e foi inibida por monossacarÃdeos (D-manose, D-glicose e α-metil-D-manosÃdeo) e glicoproteÃnas (ovalbumina e fetuÃna). SDS-PAGE revelou trÃs bandas, correspondentes a trÃs cadeias (α, β, e γ) confirmadas por espectrometria de massas ESI com massas de 25,480Â2 Da, 12,864Â1 Da e 12,633Â1 Da, respectivamente. A atividade hemaglutinante da ConV à Ãtima nos pH 7.0 a 9.0, estÃvel a uma temperatura de 80 ÂC, e nÃo à afetada pelo EDTA. ConV nÃo demonstrou toxicidade contra nÃuplios de Artemia sp. e relaxou a aorta endotelizada de ratos, com a participaÃÃo do domÃnio da lectina. Em nossos testes, a lectina imobilizada em CNBr-Sepharose foi capaz de se ligar a 0,8 mg de ovalbumina por cromatografia, permitindo o uso de ConV como uma ferramenta para a captura e purificaÃÃo de glicoproteÃnas. Por outro lado, a lectina de Canavalia oxyphylla (CoxyL) foi purificada em um Ãnico passo atravÃs de cromatografia de afinidade em coluna Sephadex G-50.SDS-PAGE mostrou que a lectina pura consiste de uma principal banda de 30 kDa (cadeia α) e dois componentes menores (cadeias β e γ) de 16 e 13 kDa, respectivamente. Estes dados foram adicionalmente confirmados por espectrometria de massas por ionizaÃÃo por eletropulverizaÃÃo. Em comparaÃÃo com a massa molecular mÃdia das cadeias α, a sequÃncia parcial de aminoÃcidos obtida corresponde a aproximadamente 45% da sequÃncia total de CoxyL. CoxyL apresentou atividade hemaglutinante que foi especificamente inibida por monossacarÃdeos (D-glicose, D-manose, e α-metil-D-manosÃdeo) e glicoproteÃnas (ovalbumina e fetuÃna). AlÃm disso, CoxyL mostrou ser termoestÃvel a 60 C, e sua atividade à Ãtima no pH 7,0. CoxyL causou toxicidade em nÃuplios de Artemia sp. e induziu edema de pata em ratos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A glycosylated lectin (CTL) with specificity for mannose and glucose has been detected and purified from seeds of Centrolobium tomentosum, a legume plant from the Dalbergieae tribe. CTL was isolated by mannose-Sepharose affinity chromatography. The primary structure was determined by tandem mass spectrometry and consists of 245 amino acids and one N-glycosylation site, possessing high similarity with the lectin Platypodium elegans (PELa) and Pterocarpus angolensis (PAL) derived from the same tribe. Two crystal structures of CTL, with monoclinic and tetragonal forms, both complexed with methyl dimanosÃdeo has been solved at 2.25 and 1.9 Ã, respectively, with high similarity. The lectin adopts a typical canonical dimeric organization of legume lectins. The carbohydrate recognition domain (CRD), metal binding site, and glycosylation site have been characterized and the structural basis for interaction with carbohydrate been elucidated. CTL showed acute inflammatory effect in a paw edema model. The protein structure was subjected to ligand screening (dimannosides and trimannoside) by molecular docking, revealing a higher affinity for trimannosides and their interactions were compared with similar lectins, which have the same binding specificity. This is the first report of a crystal structure of a native mannose lectin / specific glucose Dalbergieae tribe with pro-inflammatory activity / Uma lectina glicosilada (CTL) com especificidade a manose e glucose foi detectada e purificada a partir de sementes de Centrolobium Tomentosum, uma leguminosa pertencente à tribo Dalbergieae. CTL foi isolada por cromatografia de afinidade de Sepharose-Manose. A estrutura primÃria foi determinada por espectrometria de massas e consiste em 245 aminoÃcidos e um sitio de ÂNÂ-glicosilaÃÃo, demonstrando similaridade com a lectina de Platypodium elegans (PELa), Pterocarpus angolensis (PAL), dentre outras, oriundas da mesma tribo. Duas estruturas cristalinas de CTL, de formas monoclÃnica e tetragonal, ambas complexadas com metil-dimanosÃdeo, foram resolvidas a 2,25 e 1,9 Ã, respectivamente, apresentando alta similaridade entre si. A lectina mostrou adotar uma organizaÃÃo dimÃrica canÃnica tÃpica de lectinas de leguminosas. O domÃnio de reconhecimento de carboidratos (CRD), local de ligaÃÃo do metal e local de glicosilaÃÃo foram caracterizados e a base estrutural para a interaÃÃo com carboidratos foi elucidado. CTL mostrou efeito inflamatÃrio agudo em um modelo de edema de pata. A estrutura da proteÃna foi submetida a uma anÃlise de interaÃÃes com dimanosÃdeos e trimanosÃdeos por Docking Molecular, revelando sua maior afinidade por trimanosÃdeos e suas interaÃÃes foram comparadas com lectinas similares que possuam a mesma especificidade de ligaÃÃo. Esse à o primeiro relato de estrutura cristalina de uma lectina nativa manose/glucose especÃfica da tribo Dalbergieae com atividade prÃ-inflamatÃria

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lectinas sÃo proteÃnas que possuem no mÃnimo um domÃnio nÃo catalÃtico capaz de se ligar reversivelmente a mono ou oligossacarÃdeos especÃficos. As lectinas sÃo amplamente distribuÃdas em muitas plantas, bem como em animais e outros organismos. Geralmente, as lectinas sÃo muito abundantes em sementes de plantas, especialmente na famÃlia Leguminosae. Centenas de lectinas jà foram isoladas e caracterizadas de plantas pertencentes a diferentes famÃlias dessa divisÃo. A famÃlia das lectinas de leguminosas representa o grupo desta classe proteica mais bem estudada, em especial destaque a subtribo Diocleinae. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo se observa quanto Ãs atividades biolÃgicas. Esta variabilidade reside em detalhes que podem ser analisados em estudos baseados em estruturas. Neste contexto, o presente trabalho descreve a caracterizaÃÃo estrutural parcial e biolÃgica de uma lectina presente em sementes de Dioclea reflexa Hook F., pertencente à famÃlia Leguminosae, subfamÃlia Papilionoideae, tribo Phaseoleae, subtribo Diocleinae. A lectina de sementes de Dioclea reflexa (DrfL) foi purificada em uma Ãnica etapa atravÃs de cromatografia de afinidade em coluna Sephadex G-50. A lectina aglutinou fortemente eritrÃcitos de coelho e foi inibida por D-manose e α-metil-D-manosÃdeo. A atividade hemaglutinante da DrfL à Ãtima nos pH 5,0;6,0 e 7,0, e estÃvel a uma temperatura de 50 ÂC. Semelhante a outras lectinas da subtribo Diocleinae, a anÃlise por espectrometria de massas indicou que a lectina de D. reflexa possui possui trÃs cadeias (α, β e γ) com massas de 25.562, 12.874 e 12.706 Da, respectivamente, e nÃo possui ligaÃÃes dissulfeto ou glicosilaÃÃes. A sequÃncia primÃria da DrfL apresenta grande similaridade com outras lectinas de espÃcies do mesmo gÃnero. A proteÃna foi cristalizada pelo mÃtodo de difusÃo de vapor na presenÃa do ligante X-man e foi resolvida a uma resoluÃÃo de 1,76 Ã. DrfL apresentou efeito relaxante em mÃsculo liso de aortas endotelizadas de rato e apresentou atividade inflamatÃria no modelo de edema de pata de rato. A lectina de D. reflexa exibiu baixa citotoxicidade contra nÃuplios de Artemia sp. / Lectins are proteins that have at least one non-catalytic domain capable of reversibly bind to specific mono-or oligosaccharides. Lectins are widely distributed in many plants as well as animals and other organisms. In general, lectins are very abundant in plant seeds, especially in the Leguminosae family. Hundreds of lectins have been isolated and characterized from plants belonging to different families of this division. The legume lectin family is the group of this protein class further studied, in particular highlighted the subtribe Diocleinae. Lectins Diocleinae have a high degree of structural similarity, but the same was not true about the biological activities. This variability lies in details that can be analyzed in studies based structures. In this context, this paper describes the partial structural and biological characterization of a lectin present in seeds Dioclea reflexa Hook F. belonging to the family Leguminosae, subfamily Papilionoideae, tribe Phaseoleae, subtribe Diocleinae. The seed lectin Dioclea reflexa (DrfL) was purified in a single step by affinity chromatography on Sephadex G-50 column. The lectin strongly agglutinated rabbit erythrocytes and was inhibited by D-mannose and methyl-α-D-manoside. The hemagglutinating activity of the DrfL is optimum pH 5.0, 6.0 and 7.0, stable at a temperature of 50  C. Similar to other lectins of the subtribe Diocleinae, analysis by mass spectrometry indicated that the lectin D. reflex has three chains (α, β and γ) with masses of 25,562; 12,874 and 12,706 Da, respectively, and has no disulfide bonds or glycosylation. The primary sequence of DrfL shows great similarity with other lectins from species of the same genus. The protein was crystallized by vapor diffusion bonding method in the presence of X-man and was determined to a resolution of 1.76 Ã. DrfL presented relaxing effect on smooth muscle and endothelial aortas rat and showed inflammatory activity in the rat paw edema model. The lectin D. reflexa exhibited low cytotoxicity against Artemia sp.