Toxoplasma gondii é um protozoário coccídio intracelular obrigatório conhecido por sua habilidade em parasitar uma ampla gama de espécies hospedeiras. A região apical do parasito é rica em organelas que, em função dos produtos liberados, estão envolvidas no processo de adesão e invasão da célula hospedeira. As proteínas liberadas por micronemas (MICs), solúveis e transmembrana, possuem domínios adesivos essenciais para a virulência do parasita. Algumas dessas proteínas são encontradas associadas entre si na superfície do taquizoíta, formando complexos como TgMIC1/MIC4/MIC6 e TgMIC3/MIC8. Em estudos anteriores demonstramos a que o subcomplexo TgMIC1/MIC4 (Fração LAC+) liga-se à lactose e estimula macrófagos a secretar IL-12. Verificamos, utilizando células HEK293 transfectadas, que um dos principais mecanismos responsáveis pela produção de IL-12 decorria do reconhecimento de N-glicanos do ectodomínio de TLR2 pelo domínio de reconhecimento de carboidrato de TgMIC1. O objetivo do presente estudo foi o de investigar a capacidade de TgMIC1 e TgMIC4 de ativar macrófagos murinos e qual o papel desempenhado por TLR2 e/ou TLR4 no desencadeamento dessa ativação. Mostramos que macrófagos derivados de medula óssea de camundongos C57Bl/6, estimulados com TgMIC1 e TgMIC4, utilizadas isoladamente ou em combinação, secretam altos níveis de citocinas pró-inflamatórias, como TNF-?, IL-6, IL-12 e IL-1?, produzem altos níveis de óxido nítrico, e têm aumentadas suas capacidades migratória e fagocítica. Os ensaios que utilizaram macrófagos de camundongos C57Bl/6 nocauteados revelaram que a ausência de expressão de TLR2 ou de TLR4 prejudicou os efeitos ativadores exercidos por TgMIC1 e TgMIC4. Macrófagos TLR2-/- tiveram as manifestações de ativação celular significantemente reduzidas em relação aos macrófagos selvagens. Por outro lado, esses efeitos foram mais afetados pela ausência de TLR4, uma vez que as respostas obtidas frente ao estímulo com TgMIC1 ou TgMIC4 eram similares às verificadas em células não estimuladas (controle negativo). Concluímos que TgMIC1 e TgMIC4 interagem com os receptores do tipo toll 2 e 4 expressos por macrófagos, levando à ativação celular manifesta por alta produção de citocinas e outros mediadores inflamatórios, e aumento das capacidades migratória e fagocítica. A interação com TLR4 é preponderante em relação à estabelecida com TLR2 no desencadeamento de ativação celular / Toxoplasma gondii is an obligate intracellular coccidian protozoan known for its ability to parasitize a wide range of host species. The parasite\'s apical region is rich in organelles that, because of the products it releases, are involved in the processes of adhesion and invasion of the host cell. The soluble and transmembrane proteins released by the micronemes (MICs), have adhesive domains that are essential for the parasite virulence. Some of these proteins can be found associated with each other on the taquizoite surface, as it is the case of TgMIC1/MIC4/MIC6 or TgMIC3/TgMIC8 complexes. Our group has demonstrated in previous studies that the TgMIC1/TgMIC4 subcomplex (LAC+ fraction) binds to lactose and stimulates macrophages to release IL-12. Using HEK293 transfected cells, we showed that one of the main mechanisms leading to IL-12 release by macrophages, was the recognition of N-glycans of the TLR2 ectodomain by the carbohydrate recognition domain of TgMIC1. Thus, the objective of this study was to address whether TgMIC1 and TgMIC4 activate murine macrophages and what is the role of TLR2 and TLR4 in macrophage activation. Our results show that the stimulation of C57BL/6 mice bone marrow derived macrophages with TgMIC1 and TgMIC4, alone or in combination, induce the release of high levels of proinflammatory cytokines such as TNF-?, IL-6, IL-12 and IL-1?, and also nitric oxide; and increases phagocytic activity and cell migration activity. The assays using knockout C57Bl/6 macrophages showed that the absence of TLR2 or TLR4 expression impaired the activating effects of TgMIC1 e TgMIC4. TLR2-/- macrophages presented significantly reduced cell activation manifestations compared to WT macrophages. On the other hand, these effects were more affected in the absence of TLR4, once the responses obtained with TgMIC1 or TgMIC4 stimulation were similar to those observed in non stimulated cells (negative control). We conclude that TgMIC1 and TgMIC4 interact with the receptors Toll like 2 and 4 expressed in macrophages, leading to cell activation, resulting in high cytokine and inflammatory mediators production, and increased migratory and phagocytic capacity. The interaction with TLR4 is predominant over that established with TLR2 in the triggering of cell activation

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-15T16:53:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiz Augusto Pereira - 2004.pdf: 6566857 bytes, checksum: 144c5557e8a138c6a21c528ad0262aa8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-15T17:01:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiz Augusto Pereira - 2004.pdf: 6566857 bytes, checksum: 144c5557e8a138c6a21c528ad0262aa8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-15T17:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiz Augusto Pereira - 2004.pdf: 6566857 bytes, checksum: 144c5557e8a138c6a21c528ad0262aa8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2004-05-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / An antigen of Paracoccidioides brasiliensis (Pb) was gel isolated and characterized. Endoproteinase Lys-C digested peptides of the purified protein which presented, molecular mass of 29-kDa and pI of 5.8, were subjected to sequence analysis of its amino acids. Search at databases comparing the sequence of amino acids from the three peptides of the native protein, revealed strong homology to triosephosphate isomerase (TPI: E.C. 5.3.1.1) from several sources. The complete cDNA and gene encoding PbTPI were obtained and both contained an open reading frame predicted to encode a 249 amino acid protein that presented all the peptides characterized in the native PbTPI. The Pbtpi gene contained 6 exons interrupted by 5 introns. Analysis performed with the deduced PbTPI suggested its usefulness in providing phylogenetic relatedness, as well as evidenced the correlation between the phylogeny provided by the deduced proteins and introns positions in the cognate genes. The immunological reactivity of PbTPI was examined. The complete coding cDNA of PbTPI was over expressed in an Escherichia coli host to produce high levels of recombinant fusion protein with glutathione S-transferase (GST) that has been purified by affinity chromatography. The purified recombinant TPI was recognized by sera of patients with confirmed Paracoccidioidomycosis and not by sera of healthy individuals. Thus, recombinant PbTPI can be a valuable addition to the still small arsenal of P. brasiliensis immunoreactive proteins, which could be tested for incorporation in assays for serodiagnosis of the disease. / Um antígeno de Paracoccidioides brasiliensis (Pb) foi isolado do gel e caracterizado. Os peptídeos digeridos por Endoproteinase Lys-C da proteína purificada, que apresentou uma massa molecular de 29-kDA e pI de 5.8, foram submetidos à análise da seqüência de aminoácidos. Uma busca em bancos de dados de seqüências de aminoácidos comparados com os três peptídeos da proteína nativa revelou forte homologia com triose fosfato isomerase (TPI: E.C. 5.3.1.1) de vários organismos. O cDNA e o gene completos que codificam para PbTPI foram obtidos, e ambos contém uma provável ORF que codifica para uma proteína com 249 aminoácidos que apresenta todos os peptídeos caracterizados na PbTPI nativa. O gene Pbtpi apresentou 6 exons interrompidos por 5 introns. Análises realizadas com a PbTPI deduzida sugerem sua utilidade em prover relações filogenéticas, como também evidenciou a correlação entre a filogenia gerada pelas proteínas deduzidas e as posições dos introns nos genes cognatos. A reatividade imunológica da PbTPI foi examinada. O cDNA completo que codifica para PbTPI foi altamente expresso no hospedeiro Escherichia coli, produzindo altos níveis de uma proteína recombinante fundida a glutathione S-transferase (GST), que foi purificada por cromatografia de afinidade. A TPI recombinante purificada foi reconhecida por soros de pacientes com paracoccidioidomicose confirmada e não por soros de indivíduos saudáveis. Assim, PbTPI recombinante pode ser uma adição valiosa para o pequeno arsenal de proteínas imunoreativas de P. brasiliensis, que poderiam ser testadas por incorporação em ensaios de sorodiagnóstico da doença.

O sistema de expressão em Escherichia coli foi o primeiro a ser utilizado para produzir produtos farmacêuticos recombinantes e tem muitas vantagens quando comparado com sistemas eucarióticos, como o fácil cultivo, baixo custo e alto potencial de produção. O fator estimulador de colônias de granulócito (G-CSF) atua principalmente promovendo a maturação dos neutrófilos e estimulando sua atividade fagocítica e quimiotática, além de estar envolvido com o processo de segmentação nuclear dessas células. O fator estimulador de colônias de granulócitos humano recombinante (rhG-CSF) tem sido produzido por engenharia genética em Escherichia coli, e é usado no tratamento de diversas patologias, sobretudo em neutropenias provocadas pela quimioterapia usada no tratamento de tumores, pela radioterapia e pelo uso de drogas que suprimem a produção de células mieloides. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo a expressão da proteína rhGCSF em bactérias Escherichia coli. A clonagem do gene rhG-CSF no vetor de expressão pET-28a(+) foi realizada nos sítios de restrição das enzimas EcoRI e XhoI, e a expressão da proteína recombinante em cepas de bactéria Escherichia coli BL21DE3 foi obtida com sucesso. A proteína rhG-CSF, fundida à cauda de seis histidinas, foi purificada com êxito e identificada pelas técnicas de Western Blotting e por espectrometria de massas. São necessários estudos para avaliar a integridade estrutural e atividade biológica da proteína produzida, que se confirmada, possibilita que esta seja produzida em escala piloto. / The expression system in Escherichia coli was the first to be used to produce recombinant pharmaceuticals and has many advantages compared to eukaryotic systems, such as easy cultivation and high production potential at low costs. The granulocyte colony (G-CSF) stimulating factor acts primarily by promoting the maturation of neutrophils and stimulating their phagocytic and chemotactic activity. G-CSF is also involved with the process of neutrophils nuclear segmentation. The recombinant human granulocyte colonies stimulating factor (rhG-CSF) has been produced by genetic engineering in Escherichia coli, and it is used to treat of several conditions, especially neutropenia caused by chemotherapy used in the treatment of tumors, by radiotherapy and by the use of drugs that suppress the production of myeloid cells. The present study aimed the expression of rhG-CSF protein in Escherichia coli bacteria. The cloning of rhG-CSF gene in the expression vector pET- 28a (+) was carried out on the restriction sites of the EcoRI and XhoI enzymes. Expression of the recombinant protein in Escherichia coli BL21DE3 was successfully achieved. The rhG-CSF protein, fused with a six histidine tag, was obtained and successfully purified and identified by the Western Blotting and by mass spectrometry techniques. Studies are needed to assess the structural integrity and biological activity of the protein produced, which, if confirmed, enables the production on a pilot scale.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_leandro_nizoli.pdf: 538110 bytes, checksum: 770c97bed302c0714288a9278ce94694 (MD5) Previous issue date: 2009-03-18 / Equine theileriosis is considered to be one of the most important parasitic diseases that affect horses, and has great economic impact on the equine industry. The disease is caused by the etiologic agent Theileria equi, which is classified as a hematozoan. The losses associated with equine theileriosis are related to clinical manifestation as well as restriction to international travel to positive horses. Chronic infected equines suffer the risk of the disease relapse which leads to losses in reproduction performance and are potentially disseminators of the disease. In the last years, studies on the immunologic diagnosis and vaccination against T. equi have focused to obtain distinct antigenic proteins. On the outer membrane of this protozoan, major surface proteins has been characterized and named as EMAs (equi merozoite antigen). Of these, EMA-1 has been used as antigen for diagnosis due to its conservation in diverse isolates. Its role as a potential immunogen has been well documented due its ability to stimulate a humoral response with production of specific antibodies in infected animals. Through this antibodies one can used as tool for immune diagnostic of this disease. EMA-1 is also a strong candidate to be use as a vaccine in the control of equine theileriosis. In this study we used the Pichia pastoris yeast as expression system for the production of the EMA-1 protein of T. equi and evaluated its antigenicity and immunogenicity. When tested for antigenicity, the recombinant protein was recognized by antibodies form chronic T. equi infected horses, suggesting that epitopes of the native were conserved in the recombinant protein. Also we were able to observe that this protein was immunogenic in mice. The data obtained in this study demonstrated that the yeast P. pastoris is an expression system of heterologous protein suitable for the production of EMA-1 from T. equi. / A Theileriose eqüina é considerada uma das principais doenças parasitárias que acometem os eqüinos, acarretando grande impacto econômico na equinocultura. A doença é causada pelo hematozoário Theileria equi. As perdas econômicas associadas à theileriose eqüina estão relacionadas tanto aos fatores clínicos, quanto à restrição ao trânsito internacional de animais soropositivos, já que animais portadores crônicos são passíveis de reagudizações, gerando perda de performance física e reprodutiva, e são potencialmente disseminadores da enfermidade. Nos últimos anos, os estudos sobre o diagnóstico imunológico e vacinação contra T. equi concentram-se na obtenção de frações antigênicas. Na membrana externa deste protozoário foram caracterizadas proteínas principais de superfície denominadas de EMAs (equi merozoite antigen). Dentre estas, a EMA-1 destaca-se como antígeno para diagnóstico em função de sua conservação entre diversos isolados. Seu papel também tem sido caracterizado como imunógeno por estimular forte resposta humoral com produção de anticorpos em animais infectados, podendo ser usado como ferramenta para imunodiagnóstico dessa doença. EMA-1 é também um potencial candidato como antígeno vacinal no controle da theileriose equina. Neste estudo utilizou-se o sistema eucariótico de expressão baseado na levedura metilotrófica Pichia pastoris, para a produção da proteína EMA-1 de T. equi e a avaliação quanto a sua antigenicidade e imunogenicidade. Quanto a sua antigenicidade, a proteína recombinante foi reconhecida por anticorpos de animais portadores crônicos de T. equi, sugerindo que epítopos nativos foram conservados na proteína recombinante. Também foi observado que a proteína recombinante foi capaz de gerar resposta imune em camundongos vacinados com esta proteína. Os dados obtidos neste estudo demonstram que a levedura P. pastoris é um sistema de expressão heterólogo adequado para a produção da proteína EMA-1 de T. equi, podendo ser utilizada como imunobiológico no desenvolvimento de testes diagnósticos e vacina recombinante.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bovine herpesvirus type 1 (BoHV-1) is distributed worldwide and produces high economic losses to the in livestock industry. BoHV-1 infection causes respiratory, reproductive and may also be associated with neurological signs. There are several tests that can diagnose the infection, however, serological techniques currently used are not able to differentiate antibodies produced by vaccination from those produced in response to natural infection. What is sought is a mean to differentiate vaccinated animals of those infected by the field strain. Vaccines with deletion in the glycoprotein E (gE) gene have been developed for this purpose. However, this also requires the development of tests capable to differentiate the serological response between infected and vaccinated animals. To this end, a 651 nucleotide fragment corresponding to the amino-terminal third (217 amino acids) of the BoHV-1 gE gene - that shares a high identity with the homologous BoHV-5 counterpart - was cloned as a 6×His-tag fusion protein in an Escherichia coli expression vector pET16b. A soluble protein of approximately 25 kDa was purified from lysates of transformed E. coli. The recombinant protein was detected in Western blot (WB) by anti-6-his tag and anti BoHV-1 gE monoclonal antibodies. Antibodies present in the sera of cattle infected with BoHV-1 and BoHV-5 reacted specifically with the 25 kDa recombinant protein in WB. Moreover, mice immunized with the purified protein developed antibodies that recognized the viral gE in lysates of cell monolayers infected with BoHV-1 and BoHV-5. An indirect ELISA for gE antibodies, based on the expressed protein, was able to differentiate serologically calves vaccinated with a gE-deleted BoHV- 5 strain from calves experimentally infected with BoHV-1 or BoHV-5. These data demonstrate that the antigen retained its immunological properties and, thus, can be used in serological tests for bovine herpesvirus infections. It has a potential use in a indirect ELISA to differentiate naturally infected animals from those vaccinated whit the recombinant, gE-negative strains. / O herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) é um vírus de distribuição mundial e produz grandes prejuízos econômicos em rebanhos de corte e de leite. A infecção pelo BoHV-1 produz manifestações respiratórias, reprodutivas e também pode cursar com sinais nervosos. Existem diversos testes laboratoriais capazes de diagnosticar a infecção. Contudo, as técnicas sorológicas empregadas atualmente não são capazes de diferenciar anticorpos produzidos pela vacinação daqueles produzidos em resposta à infecção natural. Assim, vacinas diferenciais com deleção da glicoproteína E (gE) têm sido desenvolvidas com essa finalidade. No entanto, necessita-se também de testes capazes de diferenciar a produção de anticorpos vacinais dos induzidos pelo vírus vacinal. Com essa finalidade, essa dissertação relata a expressão e caracterização de um fragmento da glicoproteína E do BoHV-1 e seu uso no desenvolvimento e padronização de um ELISA indireto para detecção de anticorpos anti-gE. Um fragmento de 651 nucleotídeos correspondente ao terço amino-terminal (217 aminoácidos) do gene da gE do BoHV-1, que possui uma alta identidade com o homólogo herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5), foi clonado com proteína de fusão 6xHis-tag em Escherichia coli utilizando vetor de expressão pET16b. Uma proteína solúvel de aproximadamente 25kDa foi purificada a partir de lisados de E. coli transformadas. A proteína recombinante foi detectada por Western blot (WB) por anticorpos monoclonais anti-histidina e anti-gE do BoHV-1. Anticorpos presentes no soro de animais infectados com BoHV-1 e BoHV-5 reagiram especificamente com a proteína recombinante no WB. Além disso, camundongos imunizados com a proteína purificada desenvolveram anticorpos que reconheceram a gE viral proveniente de lisados de monocamadas celulares infectadas com BoHV-1 e BoHV-5. Um ELISA indireto para detecção de anticorpos anti-gE, baseado na proteína expressa, foi capaz de diferenciar sorologicamente animais vacinados com a cepa gE deletada do BoHV-5 dos animais experimentalmente infectados com BoHV-1 ou BoHV-5. Esses resultados demonstram que o antígeno obtido conservou suas características imunológicas e pode ser utilizado na detecção sorológica das infecções por herpesvírus bovinos. Possui potencial para uso em grande escala como antígeno em testes de ELISA para diferenciar animais naturalmente infectados de animais vacinados com a cepas defectivas na gE

A proteína A de superfície de pneumococo (PspA) é indispensável para a virulência da bactéria e foi escolhida para a elaboração de uma nova vacina conjugada contra S. pneumoniae. Para tanto foi desenvolvido um processo industrial de produção e purificação do fragmento recombinante da PspA clado 3 em E. coli. Cultivos descontínuos alimentados foram estabelecidos com glicose ou glicerol em reator de 5L, obtendo-se 62g/L de células secas e 3g/L de PspA3. As células foram lisadas por homogeneizador contínuo de alta pressão com eficiência de 96,7%. A centrifugação foi definida como etapa de clarificação. A sequência cromatográfica troca aniônica seguida de afinidade por Ni+2 rendeu os melhores resultados de pureza (81%) e recuperação (70%). A cromatografia de troca catiônica foi selecionada como terceira etapa do processo, definindo assim um processo de produção e purificação escalonável que possibilitou a obtenção de PspA3 com alto grau de pureza (90%). / The pneumococcal surface protein A (PspA) is indispensable for virulence of S. pneumoniae and it was the first choice as carrier for a new conjugated vaccine against S.pneumoniae. Hence, the purpose of this work was to develop an industrial production and purification process of a recombinant fragment PspA clade 3 (rfPspA3) in E. coli. Fed-batch cultivations in 5 L bioreactors with defined medium were carried out using glucose or glycerol as carbon sources. It was obtained 62 g/L of dry cell weight and 3 g/L of rfPspA3. Cells were disrupted with 96.7% of efficiency by high pressure continuous homogenizer. Centrifugation was defined for the clarification step. The sequence with Q- followed by IMAC-Sepharose yielded the best purity and recovery of rfPspA3 (81 and 70%, respectively). Cation exchange was chosen for the last chromatography. In conclusion, an industrial production and purification process was developed and rfPspA3 was obtained with high purity (90%).

Uma abordagem promissora para a obtenção de coquetéis enzimáticos eficientes para a etapa de hidrólise na produção de etanol de 2ª geração é o enriquecimento em termos de atividades que lhes faltam, mas podem ser obtidas através de sistemas heterólogos. O trabalho teve como objetivo avaliar o sistema toxina -antitoxina (TA) para estabilização plasmidial em E. coli na produção de expansina e endoglucanase recombinantes. Os resultados indicaram que o sistema de expressão com estabilização TA é tão eficaz quanto o dependente de antibiótico para estabilização plasmidial. Além disso, mostrou-se mais eficiente pelo fato de não permitir a sobrevivência de células sem o plasmídeo. Estudos indicaram a quantidade mínima de 0,05mM de IPTG para expressão das proteínas nesta linhagem, cerca de 20 vezes menos que a concentração usualmente aplicada no momento da indução. Sendo assim, o sistema de estabilização plasmidial TA mostrou-se uma ótima ferramenta para o desenvolvimento de uma plataforma alternativa para a produção de proteínas recombinantes. / A promising approach to obtain efficient enzyme cocktails for the hydrolysis step in the production of 2nd generation ethanol is the enrichment in terms of activities that are lacking, but can be obtained by heterologous systems. The study aimed to evaluate the toxina-antitoxin (TA) system for plasmid stabilization in E. coli in the production of recombinant expansin and endoglucanase. The results indicated that the expression system with TA stabilization is as effective as the antibiotic dependent for plasmid stabilization. Moreover, it proved to be more efficient by not allo wing the survival of cells without the plasmid. Studies have indicated the minimum amount of 0.05 mM IPTG for expression of proteins in this strain, about 20 times less than the concentration usually applied for induction. Thus, the plasmid stabilization TA system proved to be a great tool for the development of an alternative platform for producing recombinant proteins.

O cDNA da glicoproteína do vírus da raiva (GPV) foi clonado em vetores plasmidiais (indutíveis) contendo ou não o cDNA do sinal de secreção BiP e da resistência ao antibiótico higromicina B. Esses vetores foram transfectados em células S2 e foram obtidas populações e subpopulações. A população S2MTGPV-H apresentou níveis 5x maiores na expressão da GPV em análise por FACS (~ 50% das células) e por ELISA (~ 0,65 µg/107 células). A seleção de subpopulações permitiu um aumento de aproximadamente 10x na expressão da GPV, especialmente na população S2MTGPV*-H. O tratamento com NaBu resultou em uma redução de aproximadamente 20% no crescimento celular e um aumento de 50% na GPV expressa pela população S2MTGPV*-H (~ 8,3 µg/107 células). O meio de cultura SF900 II permitiu um maior crescimento das células S2MTGPV*-H e uma maior síntese de GPV comparado com outros meios de cultura. Nossos dados mostram que a expressão da GPV pôde ser otimizada através da construção de vetores de expressão/seleção, subpopulações, da exposição da cromatina e do meio de cultura utilizado. / The cDNA encoding the entire rabies virus glycoprotein (RVGP) gene was cloned in plasmids (inductive) with or without a cDNA coding for the secretion signal and coding for the selection hygromicin antibiotic. These vectors were transfected into S2 cells and we had obtain cells populations and subpopulations S2MTRVGP-H cell population were shown to express 5 times higher of RVGP as evaluated by FACS (~ 50 %) and ELISA (~ 0.65 mg/107 cells at day 7). Sub-population selection allowed a higher RVGP expression, especially for the S2MTRVGP*-H. NaBu treatment leading to lower cell growth and higher RVGP expression allowed an even higher RVGP synthesis by S2MTRVGP*-H (~ 8.3 mg/107 cells at day 7 after induction). SF900II medium leading to a higher S2MTRVGP*-H cell growth allowed a higher final RVGP synthesis in this cell culture. The data show that RVGP synthesis may be optimized by the expression/selection vectors design, cell sub-populations selection, chromatine exposure and culture medium employed.

O interesse em células de inseto para a produção de proteínas complexas se deve a sua maior facilidade de cultivo e ao padrão equivalente de glicosilação quando comparado aos sistemas com células de mamíferos. O objetivo deste trabalho foi identificar fatores que limitam ou inibem a produção da glicoproteína do vírus rábico (GPV) expressa na membrana citoplasmática de células de Drosophila melanogaster transfectadas, quando cultivadas em biorreator de bancada agitado e bubble-free, operado em modo descontínuo. Avaliaram-se as influências de oxigênio dissolvido (5 < pO2 <80%), da glicose (1 < GLC0 < 15g/L) e da glutamina (0.6 < GLN0 < 7g/L). Essas variáveis afetaram de forma diferenciada o crescimento celular (produção de células e velocidades específicas-µX), o metabolismo celular (fatores de conversão - YX/GLC, YX/GLN, YLAC/GLC, YALA/GLC, YNH4/GLN, YALA/GLN), assim como a expressão da proteína recombinante (concentração, teor celular e produtividade). O aumento do pO2 reduziu em 9 vezes o crescimento celular mas aumentou o teor celular de GPV em 1,4 vezes. Baixos valores de GLC0 e GLN0, claramente, limitaram o crescimento, de modo que incrementos na concentração desses substratos, até valores intermediários, aumentaram µX,MAX em 3 vezes e 2,5 vezes, respectivamente, e a produção de células em 11 vezes e 3 vezes, respectivamente. O teor celular de GPV máximo não foi afetado pela GLC, mas aumentou em 100% para valores de GLN0 igual ou superiores a 3,5 g/L. As concentrações de lactato produzidas foram consideradas baixas (inferiores a 0,8 g/L) para exercer qualquer efeito de inibição sobre o crescimento ou a expressão da proteína. Por sua vez, as concentrações de amônio parecem inibir tanto a produção de GPV (NH4+~50mg/L) quanto o crescimento celular (NH4+~80mg/L). A condição de cultivo com de 30% de pO2, 10 g/L de GLC0 e 3,5 g/L de GLN0 resultou nos maiores valores de produtividade (9,1 µg/L.h) e de concentração de GPV (1,2 mg/L). O metabolismo de GLC e GLN apresentou grande interdependência, com alterações em GLC0 afetando o metabolismo de GLN e vice-versa. Assim, em condições de excesso de GLC0, as células apresentaram um metabolismo mais ineficiente com reduções nos fatores YX/GLC (2,3 vezes) e YX/GLN (4,6 vezes) e maior geração de subprodutos, caracterizada por incrementos nos valores de YALA/GLC (51%), YLAC/GLC (11%) e YNH4/GLN (15%). O metabolismo da GLN apresentou resposta característica de substrato em excesso para toda a faixa de valores ensaiada, com redução de 25 vezes no valor de YX/GLN e inesperadamente também uma redução na geração de subprodutos de 7 vezes para YNH4/GLN e 12 vezes para YALA/GLN. O efeito sobre o metabolismo da GLC foi mais acentuado para valores mais elevados de GLN0, com redução de 3,6 vezes para YX/GLC e incrementos de 70% para YALA/GLC e para YLAC/GLC. Os resultados sugerem ainda que a célula utiliza duas vias para metabolizar a glutamina: glutaminólise, em condição de limitação em GLC; ou glutamato sintase - NADH-GOGAT, em condição de excesso em GLC. A célula demonstrou também capacidade de sintetizar GLN, a partir de amônio ou outros aminoácidos, quando atingiu concentrações abaixo de 50 mg/L. / The interest in using insect cells to produce complex proteins is due to its ease of cultivation and its glycosylation pattern equivalent to that of mammalian cells systems. The objective of this work was to identify the limiting or inhibiting factors for the production of a rabies virus glycoprotein (RVGP), expressed in the cytoplasmatic membrane of a transfected Drosophila melanogaster S2 cells, when cultivated in a bench stirred bubble-free bioreactor, in batch mode. The influence of dissolved oxygen (5 < pO2 < 80%), of initial glucose concentration (1 < GLC0 < 15 g/L) and of initial glutamine concentration (0.6 < GLN0 < 7 g/L) was evaluated. These variables affected in a different way cell growth (cell production and specific growth rate - µX), cell metabolism (yield factors - YX/GLC, YX/GLN, YLAC/GLC, YALA/GLC, YNH4/GLN and YALA/GLN), as well as the recombinant protein expression (RVGP concentration, RVGP cell content and RVGP productivity). pO2 increase reduced 9 times cell growth, but increased 1.4 times RVGP cell content. Low initial glucose and glutamine concentrations clearly limited the cell growth, in such a way that raising these substrates concentrations up to intermediate values, increased µX,MAX 3 times and 2.5 times, respectively, and increased cell production 11 times and 3 times, respectively. The maximum RVGP cell content was not affected by GLC0, but improved 100% when GLN0 was 3.5 g/L or higher. The concentrations of produced lactate were considered low (below 0.8 g/L) to cause any inhibition effect on growth or protein expression. On the other hand, ammonium concentrations seem to inhibit RVGP production (NH4+~50 mg/L), as well as cell growth (NH4+~80 mg/L). Maximum productivity values (9.1 µg/L.h) and RVGP concentration (1.2 mg/L) were attained for 30% pO2, 10 g/L of GLC0 and 3.5 g/L of GLN0 run. The metabolism of GLC and GLN showed a great interdependence, with GLC0 changes affecting the GLN metabolism, and viceversa. Thus, in glucose excess condition, cell metabolism was less efficient. This implied in reduction of yield factors - YX/GLC (2.3 times) e YX/GLN (4.6 times) - and in higher by-products generation, characterized by augmentation in YALA/GLC (51%), YLAC/GLC (11%) and YNH4/GLN (15%). The glutamine metabolism showed a substrate excess response pattern to the whole range of concentration studied, with reduction of YX/GLN (25 times) and, unexpectedly, a reduction of by-products liberation - YNH4/GLN (7 times) and YALA/GLN (12 times). The effect on glucose metabolism was more intense when the glutamine concentration was higher, showing a 3.6 times diminution YX/GLC and a 70% augmentation for YALA/GLC and YLAC/GLC. The results suggest that cells metabolize glutamine through two different pathways glutaminolysis, under glucose limitation, or glutamate synthase - NADH-GOGAT, under glucose excess. The cell, proved also to be able to synthesize glutamine from ammonium or other amino acids, when it reached concentrations below 50 mg/L.

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Resumo: A toxicidade do veneno das serpentes do gênero Bothrops é resultante da ação integrada de várias toxinas, entre elas as fosfolipases A2 (PLA2s). Entre o grupo das PLA2s, há as PLA2s ativas enzimaticamente e as PLA2s desprovidas de atividade enzimática, denominadas proteínas PLA2-like. Apesar de sua inatividade enzimática, as proteínas PLA2-like desses venenos possuem potente ação miotóxica local; efeito o qual o soro antiofídico não é capaz de neutralizar efetivamente. Tendo em vista as limitações da soroterapia, é necessário compreender como essas miotoxinas agem localmente. Uma abordagem eficaz é o estudo estrutural-funcional destas toxinas com potenciais inibidores ou ativadores. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estudar a relação estrutura-função da BnSP-7 e sua isoforma BnSP-6, duas miotoxinas PLA2-like do veneno de Bothrops pauloensis, através de sua interação com ácidos graxos. Deste modo, essas proteínas foram obtidas a partir do veneno bruto de B. pauloensis por cromatografia líquida de troca iônica seguida por cromatografia em fase reversa. As frações obtidas foram analisadas por espectrometria de massa para a confirmação de ambas as identidades, no entando não foi possível identifica-las. Foi observado por técnica de espectroscopia de dicroísmo circular a preservação das estruturas secundárias dessas toxinas (enovelamento referente à PLA2). Foram obtidos cristais da amostra purificada após 21 dias de incubação a 283 K e por esses dados cristalográfico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The toxicity of Bothrops venom is the result of the integrated action of several toxins, including phospholipases A2 (PLA2s). Among the group of PLA2s, there are the enzymatically active PLA2s and the PLA2s devoid of enzymatic activity, called PLA2-like proteins. Despite their enzymatic inactivity, the PLA2-like proteins of these poisons have a potent local myotoxic action; an effect that the anti-oxyde serum is not able to neutralize effectively. Given the limitations of serotherapy, it is necessary to understand how these myotoxins act locally. An effective approach is the structural-functional study of these toxins with potential inhibitors or activators. Therefore, the present study aims to study the structure-function relationship of BnSP-7 and its BnSP-6 isoform, two PLA2-like myotoxins from Bothrops pauloensis venom, through their interaction with fatty acids. Thus, these proteins were obtained from the raw venom of B. pauloensis by ion exchange liquid chromatography followed by reverse phase chromatography. The fractions obtained were analyzed by mass spectrometry to confirm both identities, but it was not possible to identify them. The preservation of secondary structures of these toxins (entanglement related to PLA2) was observed by circular dichroism spectroscopy technique. Crystals were obtained from the purified sample after 21 days of incubation at 283 K and by these crystallographic data it was found that the sample had the BnSP-7 protein sequence. In addition,... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre