A existência de uma maior variedade de aminoácidos codificados pelo código genético tem estimado estudos sobre os mecanismos de síntese, reconhecimento e incorporação desses resíduos nas cadeias polipeptídicas nascentes. Um exemplo é a via de incorporação de selenocisteína evento cotraducional dirigido pelo códon UGA. Em bactérias, essa via conta com uma complexa maquinaria molecular composta por: Selenocisteína Sintase (SelA), Fator de Elongação Específico de Reconhecimento (SelB), Selenofosfato Sintetase (SelD), tRNA específico (SelC ou tRNAsec), sequência específica no mRNA (Sequência de Inserção de Selenocisteínas - SECIS) e Aminoacil tRNA Sintetase (aaRS). Pelo fato do selênio ter uma toxicidade elevada em ambientes celulares, é fundamental a compreensão do mecanismo catalítico e razão estequiométrica na formação dos complexos da via na etapa de incorporação junto ao tRNAsec, bem como sua caracterização estrutural foram os objetivos deste trabalho. A proteína SelA foi expressa e purificada para utilização em análises envolvendo microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão com contraste negativo e em gelo vítreo foram realizadas nos complexos SelA e SelA-tRNAsec, visando obter um modelo estrutural e a razão estequiométrica dos complexos. A fim de compreender o mecanismo de passagem do selênio, ensaios de anisotropia de fluorescência e de microcalorimetria, corroborados pelas análises de troca de hidrogênio-deutério acoplado a espectrometria de massa e espectroscopia de infravermelho, elucidaram a formação e estequiometria do complexo ternário SelAtRNA sec-SelD. Tentativas de cristalização e análises cristalográficas também foram realizadas, no entanto, sem sucesso. Com os resultados obtidos foi possível propor que o reconhecimento de SelD e, consequentemente, a entrega do selenofosfato, seja uma etapa crucial da via de incorporação de selenocisteínas. / The existence of a greate variety of amino acids encoded by the genetic code has stimulated the study of the mechanisms of synthesis, recognition and incorporation of these residues in the nascent polypeptide chains. An example of genetic code expansion is the selenocysteine incorporation pathway an event cotraducional by the UGA codon. In bacteria, this pathway has a complex molecular machinery comprised: Selenocysteine Synthase (SelA), Specific Elongation Factor (SelB), Selenophosphate Synthetase (SelD), tRNA-specific (SelC or tRNAsec), Specific mRNA Sequence (SElenocysteine Insertion Sequence - SECIS) and Aminoacyl tRNA Synthetase (aaRS). Because selenium has high toxicity in cellular environments; it is essential for cell survival the association of this compound with proteins, in this case, selenoprotens and the associated proteins involved in the selenocysteine synthesis. Therfore the understanding of the catalytic mechanism, stoichiometric ratio, protein complex formation with the tRNAsec, and its structural characterization were the objectives of this work. The SelA protein was expressed and purified to used in analyzes involving atomic force microscopy, transmission electron microscopy with negative stain and in vitreous ice were performed in the complex SelA and SelA-tRNAsec in order to obtain a structural model of the complex and the stoichiometric ratio of its components. To study the selenium association with protein of the synthesis pathway, fluorescence anisotropy assays and isothermal titration calorimetry corroborated by the analysis hydrogen-deuterium exchange coupled to mass spectrometry and infrared spectroscopy were employed.Crystallization attempts were made and preliminary crystallographic analyzes were also performed, however, so far unsuccessfuly. The results obtained were possible to develop the hypothesis about the SelD recognition and, consenquently, the selenophosphate delivery, a crucial stage of the selenocysteine incorporation pathway.

As septinas compõem o quarto componente do citoesqueleto das células eucarióticas, atrás da actina, miosina e filamentos intermediários. São proteínas filamentosas que se arranjam em forma de fibras e anéis, desempenhando um papel estrutural na célula. Os seres humanos expressam 13 septinas, que são divididas em 4 grupos diferentes de acordo com sua estrutura primária: grupo I (SEPT3, SEPT9, SEPT12); grupo II (SEPT6, SEPT8, SEPT10, SEPT11, SEPT14); grupo III (SEPT1, SEPT2, SEPT4, SEPT5) e grupo IV (SEPT7), sendo que SEPT13 foi caracterizada como um pseudogene de SEPT7. O filamento fisiológico mais bem estudado é composto por SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9 (nesta exata sequência), e é usado como a base para a descrição da formação canônica, onde se acredita que septinas do mesmo grupo ocupam o mesmo lugar no filamento. Entretanto, ensaios de duplo-híbrido identificaram muitas interações não canônicas inesperadas entre septinas como SEPT9-SEPT6 e SEPT9-SEPT8, sugerindo estes também possam existir in vivo. Além destes, estudos mostraram a existência de interações entre septinas do grupo I e grupo II, e especialmente no caso SEPT11-SEPT12, a interação deixa de existir ao inserir uma mutação sítio-dirigida na interface G destas proteínas. O presente trabalho investiga a interação entre SEPT3, uma septina do grupo I, com todas aquelas do grupo II. Esta interação foi estudada por análises de coexpressão e copurificação em resina de afinidade ao cobalto, onde apenas a SEPT3 possuía uma extensão de seis histidinas em seu N-terminal. Esta primeira análise mostrou que SEPT3 não foi copurificada com todos os membros do grupo II dando uma clara evidência de variação de afinidade dentro do grupo. Usando esta abordagem, SEPT6, SEPT10 e SEPT14 não mostraram interação com SEPT3, enquanto SEPT8 e SEPT11 copurificaram com SEPT3, mas não em concentrações estequiométricas. Para os complexos SEPT3-SEPT8 e SEPT3-SEPT11, uma segunda etapa de purificação foi realizada por meio de cromatografia de exclusão molecular, onde um pico de grande variância em relação à média indicou um valor de massa molecular entre monômeros e dímeros. Os mesmos, quando avaliados por espalhamento de luz a múltiplos ângulos mostraram variação na massa molecular ao longo do pico de eluição conforme ele era eluído. Tal variação era compatível com a eluição de dímeros no início até monômeros no final. Os estudos da interação entre SEPT3-SEPT8 por ultracentrifugação analítica indicou uma tendência de associação em altas concentrações das proteínas, compatível com a constante de dissociação determinada por termoforese em microescala, na ordem de dezenas de micromolar. Tais resultados levantaram questões acerca da relevância fisiológica destes complexos e reforçam a importância de um estudo mais aprofundado na formação dos complexos não canônicos de septinas para o desenvolvimento celular. / The septins are accepted to be the fourth cytoskeleton component of the eukaryotic cells, after actin, myosin and intermediate filaments. They are filament forming proteins that are organized in fibers and rings, having a structural role in the cell. Humans express 13 septins, which are divided into 4 different groups according to their primary structure: group I (SEPT3, SEPT9, SEPT12); group II (SEPT6, SEPT8, SEPT10, SEPT11, SEPT14); group III (SEPT1, SEPT2, SEPT4, SEPT5) e group IV (SEPT7). SEPT13 was later characterized as a SEPT7 pseudogene. The best characterized filament is built up from SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9 (in this exact sequence), and is used as a basis for the description of the so-called canonical arrangement, which accepts that septins from the same group can occupy the same position within the filament. However yeast two-hybrid assays identified several unexpected interactions such as SEPT9-SEPT6 and SEPT9-SEPT8, raising the possibility that these could also exist in vivo. Furthermore, studies have shown the existence of interactions between group I and group II, and especially in the SEPT11-SEPT12, the interaction dissolves when a mutation in the G interface is inserted. The present work investigates the interaction between SEPT3, a group I septin, with all of those from group II. This interaction was studied through co-expression and co-purification methods using metal affinity chromatography, where only the SEPT3 contained the six histidines extention. This initial analysis showed that SEPT3 did not co-purify with all group II members, clearly pointing to variability in the affinity within group. Using this approach SEPT6, SEPT10 e SEPT14 showed no interaction with SEPT3, whilst SEPT8 and SEPT11 co-purified with SEPT3, but not in stoichiometric concentrations. For the SEPT3-SEPT8 and SEPT3-SEPT11 complexes, a second purification stage was performed using size exclusion chromatography, where a broad peak was observed corresponding to a molecular mass value which was intermediate between a dimer and a monomer. The same complexes, when evaluated by multiple angle light scattering revealed a variation in the molecular mass across the peak as it eluted. Such variation was compatible with elution of dimers at the beginning and monomers at the end. Studies for the SEPT3-SEPT8 interaction via analytical ultracentrifugation suggested a trend to associate in high protein concentration, consistent with the dissociation constant found by microscale thermophoresis, which was of the order of ten micromolar. The results raise questions concerning the physiological relevance of these complexes and reinforce the importance of further studies on the non-canonical assembly of septin complexes for cellular development.

A proteína ribossomal L10 (RP L10) é uma forte candidata a ser incluída na classe de proteínas supressoras de tumor. Também denominada QM, a proteína em questão é conhecida por participar da ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e da tradução de mRNAs. Possui massa molecular entre 24 a 26 kDa e ponto isoelétrico (pI) 10,5. A seqüência da proteína QM é bastante conservada em mamíferos, plantas, invertebrados, insetos e leveduras indicando que esta possui funções críticas na célula. Com função supressora de tumor, a proteína RP L10 foi estudada em linhagens de tumor de Wilm (WT-1) e em células tumorais de estômago, nas quais se observou uma diminuição na quantidade de seu mRNA. Mais recentemente a RP L10 foi encontrada em baixas quantidades nos estágios iniciais de adenoma de próstata e com uma mutação em câncer de ovário, indicando uma participação no desenvolvimento destas doenças. Como proteína, já foi descrito que esta interage com as proteínas c-Jun e c-Yes, inibindo a ação ativadora de fatores de crescimento e divisão celular. Este trabalho tem um papel importante no estabelecimento da expressão desta proteína solúvel, para estudos posteriores que tenham como objetivo avaliar a ação de regiões específicas que atuam na ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e tradução, bem como nas regiões que se ligam a proto-oncogenes. O cDNA para proteína QM foi amplificado por PCR e clonado no vetor de expressão periplásmica p3SN8. A proteína QM foi expressa em E.coli BL21 (DE3) no citoplasma e periplasma bacteriano e na melhor condição, a expressão de QM de bactérias transformadas pelo plasmídeo recombinante p1813_QM em 25°C ou 30°C, a proteína foi obtida solúvel e com quantidad es muito pequenas de contaminantes. Os ensaios de estrutura secundária demonstraram que a proteína QM tem predominância de a-hélice, mas quando do seu desenovelmento, essa condição muda e a proteína passa a ter característica de folhas β. / The ribosomal protein L10 (RP L10) is a strong candidate to be included in the class of tumor suppressor proteins. This protein, also denominated as QM, is known to participate in the binding of ribosomal subunits 60S and 40S and the translation of mRNAs. It has a molecular weight that varies between 24 and 26 kDa and an isoelectric point of (pI) 10.5. The sequence of the protein QM is highly conserved in mammals, plants, invertebrates, insects and yeast which indicates its critical functions in a cell. As a tumor suppressor, RP L10 has been studied in strains of Wilm\'s tumor (WT-1) and tumor cells in the stomach, where was observed a decrease in the amount of its mRNA. More recently, the RP L10 was found in low amounts in the early stages of prostate adenoma and showed some mutation in ovarian cancer, what indicates its role as a suppressor protein in the development of these diseases. It has also been described that this protein interacts with c-Jun and c-Yes inhibiting growth factors and consequently, cell division. This work has an important role on the establishment of soluble expression of QM to give base information for further studies on expression that aim to evaluate the specific regions where it acts binding the 60S and 40S ribossomal subunits and translation, as well as its binding to proto-oncogenes. The cDNA for QM protein was amplified by PCR and cloned into periplasmic expression vector p3SN8. The QM protein was expressed in E. coli BL21 (DE3) in the region of cytoplasm and periplasm, the best condition was obtained from the expression of the recombinant plasmid QM p1813_QM at 25°C or 30°C, the soluble protein was obtained with small amounts of contaminants. The assays of secondary structure showed that the QM protein is predominantly alpha-helix, but when it loses the folding, this condition changes and the protein is replaced by β- sheet feature.

Submitted by Alessa Costa (alessa@ufpa.br) on 2018-08-22T13:58:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProteinasTks4Tks5.pdf: 1076166 bytes, checksum: b31e74675bc5cc8b6483105268480534 (MD5) / Approved for entry into archive by Alessa Costa (alessa@ufpa.br) on 2018-08-22T14:03:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProteinasTks4Tks5.pdf: 1076166 bytes, checksum: b31e74675bc5cc8b6483105268480534 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-22T14:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProteinasTks4Tks5.pdf: 1076166 bytes, checksum: b31e74675bc5cc8b6483105268480534 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Clínica Odontológica Especializada Atelier do Sorriso / Objetivos: O ameloblastoma é uma neoplasia odontogênica de grande relevância clínica, que embora raramente sofra transformação maligna, destrói de forma agressiva o tecido ósseo, além de apresentar altas taxas de recorrência. A invasividade local de neoplasias tem sido associada às proteínas TKs-4 e TKs-5 e à presença de invadopódios, que são protrusões que se formam na membrana celular. TKs-4 e TKs-5 participam na formação dessas protrusões que penetram na matriz extracelular e promovem a sua degradação. Métodos e resultados: Neste estudo, a expressão de TKs-4 e TKs-5 foi avaliada, por imunohistoquímica, em 20 casos de ameloblastoma e 7 casos de tumor odontogênico cístico calcificante (TOCC). Os dois tumores expressaram essas proteínas, no entanto, houve uma maior expressão no ameloblastoma quando comparado ao TOCC (p<0,05). Quando se avaliou a expressão de TKs-4 e TKs-5 em células neoplásicas de ameloblastoma em relação ao estroma desta neoplasia foi encontrada uma diferença estatisticamente significante (p<0,001), sendo mais expressa nas células neoplásicas. Conclusões: Esses resultados indicam um possível papel de TKs-4 e TKs-5 na formação de invadopódios e no comportamento biológico do ameloblastoma.

Orientador: José Antônio Dell’Aqua Junior / Resumo: O estudo proteômico é utilizado como ferramenta na reprodução animal como auxílio para compreesão da fisiologia das células. Neste sentido esta técnica é empregada em espermatozoides na tentativa de elucidar os processos biológicos e assim determinar os mecanismos moleculares envolvidos na separação do sexo. Assim, o objetivo deste estudo foi descrever as proteínas das células espermáticas de bovinos em diferentes aspectos. No estudo 1, investigou-se a influência do tampão de extração, associado ou não ao método mecânico (flash-frozen), e da concentração celular sobre a quantidade de proteínas extraídas de espermatozoides de bovinos. Foram utilizados como tampões TRIS contendo Nonidet P-40 (NP), RIPA modificado (RP) e uréia/tiuréia/CHAPS (UT), e as concentrações de 2, 4, 6, 8 e 10 x 106 espermatozoides/mL em grupos submetidos ou não ao flash-frozen. As concentrações de proteína total foram quantificadas e gel de eletroforese SDS-1D foi confeccionado. O tratamento UT recuperou maior concentração de proteínas, porém no RP as proteínas apresentaram melhor resolução no gel de eletroforese. A concentração protéica aumentou de acordo com a concentração de células no NP e UT. A influência do flash-frozen variou de acordo com o tratamento. No estudo 2, o objetivo foi traçar o perfil proteico de células espermáticas sexadas (X e Y) de bovinos. Foram utilizadas amostras comerciais de espermatozoides sexados X (n = 6) e Y (n = 6). As proteínas foram solubilizadas, submetidas a espectrom... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The proteomic study is used as a tool in animal reproduction as an aid to understanding of the cells physiology. In this regard, this technique is used in spermatozoa in an attempt to elucidate the biological processes and thus determine the molecular mechanisms involved in the sex separation. Therefore the aim of this study was to describe the bovine sperm cell proteins in different aspects. In study 1, the influence of the extraction buffer, associated or not to mechanical method (flash-frozen), and cellular concentration on the amount of proteins extracted from bovine spermatozoa were investigated. TRIS buffers containing Nonidet P-40 (NP), modified RIPA (RP) and urea/thiourea/CHAPS (UT) were used as well as concentrations of 2, 4, 6, 8 and 10 x 106 spermatozoa/mL in groups submitted or not to flash-frozen. Total protein concentrations were quantified and SDS-1D gel electrophoresis was prepared. The UT treatment recovered a higher concentration of proteins, but in RP the proteins showed better resolution in electrophoresis gel. The protein concentration increased according to the concentration of cells in the NP and UT. The influence of flash-frozen varied according to the treatment. In study 2, the objective was to map the protein profile of sexed sperm cells (X and Y) of cattle. Commercial samples of sexed spermatozoa X (n = 6) and Y (n = 6) were used. The proteins were solubilized, submitted to mass spectrometry SWATH analisys. 459 proteins common to the groups were ide... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Domínio proteico é uma sequência de aminoácidos evolutivamente conservada e funcionalmente independente. Um dos aspectos mais importantes do estudo de uma proteína que contem múltiplos domínios é o entendimento da comunicação, entre os diferentes domínios, e seu papel biológico. Essa comunicação em maior parte é feita pela interação direta entre domínios. A interação poderia ser tratada como uma clássica interação proteína-proteína. Entretanto, proteínas multidomínio possuem restrições determinadas por suas regiões conectoras. Os conectores interdomínio impõem restrições e limitam espaço conformacional dos domínios. Apresentamos aqui o MAD, uma rotina capaz de obter modelos tridimensionais de alta resolução para proteínas, contendo qualquer número de domínios, a partir de sua sequencia primária. Os domínios conservados são identificados utilizando a base de domínios conservados (CDD) e seus limites são utilizados para definir as regiões conectoras. É criado um ensamble de possíveis dobramentos dos conectores e sua distribuição de distâncias C/N-terminais são utilizadas como restrição espacial na busca pela interação entre os domínios.Os modelos dos domínios são obtidos por uma modelagem comparativa. Foi implementada uma heurística, capaz de lidar com a natureza combinatorial dos múltiplos domínios e com a necessidade imposta pela limitação computacional de realizar o docking dos domínios em forma de pares. Todas combinações de domínios são submetidas as rotinas de docking. Aplica-se filtro de distância e energético, excluindo as conformações que apresentam distância C/N-terminal entre domínios maior do que o valor máximo observado no ensamble de conectores e seleciona as conformações energeticamente mais favoráveis. As conformações são submetidas a uma rotina de agrupamento hierárquico baseada em sua similaridade estrutural. Para a segunda fase as conformações selecionadas são pareadas com seu domínio complementar e ressubmetidas a rotina de docking até que todas as fases tenham sido completadas. Foi criado um conjunto de testes a partir do Protein Data Bank contendo 54 proteínas multidomínio para que a rotina de docking do MAD fosse comparada com outros softwares utilizados pela comunidade cientifica, mostrou-se superior ou equivalente aos métodos testados. A capacidade de utilizar dados experimentais foi demostrada através da proposição de um modelo da forma ativa da enzima tirosina fosfatase 2, nunca observado experimentalmente. A rotina de docking foi expandida paralelamente em uma aplicação standalone e utilizada na resolução de diversos problemas biológicos. Concluímos que a inovação metodológica proposta pelo MAD é de grande valia para a modelagem molecular e tem potencial de gerar uma nova perspectiva a respeito da interação de proteína multidomínio, visto que é possível analisar essas proteínas em sua plenitude e não como domínios separados. / Protein domain is an evolutionary conserved and functionally independent amino acid sequence. One of the most important aspects of the study of a protein that contains multiple domains is the understanding of communication between the different areas, and their biological role. This communication is made mostly by direct interaction between domains. The interaction could be treated as a classical protein-protein interaction. However, multidomain proteins have certain restrictions for its connector regions. The intra connectors impose restrictions and limit conformational space of the domains. We present the MAD, a routine able to get three-dimensional models of high-resolution protein, containing any number of domains, from its primary sequence. The conserved domains are identified using the basic conserved domains database (CDD) and its boundaries are used to define the connector regions. This creates a ensemble of possible folding of the connectors and distribution of distances C/N-terminals are used as spatial restriction in the search for interaction between domains.Os models of the domains are obtained by comparative modelling. A heuristic able to handle the combinatorial nature of the multiple areas and the need imposed by the computer to perform the limitation of the docking areas as pairs was implemented. All combinations of domains are referred to the docking routines. Distance and energy filters are applied, excluding conformations that have C/N-terminal domains distances larger than the maximum value observed in the connectors ensemble and selects the most favourable energy conformations. Conformations are subjected to hierarchical clustering routine based on their structural similarity. For the second phase, the selected conformations are paired with its complementary domain and resubmitted to the docking routine until all phases have been completed. A test set has been created from the Protein Data Bank containing 54 multidomain proteins so that the docking routine of MAD could be compared with other software used by the scientific community, it has been shown to be superior or equivalent to the tested methods. The ability to use experimental data was demonstrated by proposing a model of the active form of tyrosine phosphatase enzyme 2, never observed experimentally. The docking routine was expanded in a standalone application and used in solving various biological problems. We conclude that the methodological innovation proposed by the MAD is very useful for molecular modelling and has the potential to generate a new perspective on multidomain protein interaction as you can analyse these proteins in its entirety and not as separate domains.

Orientador: Cesar Martins / Coorientador: Ney Lemke / Banca: Antonio Sérgio Kimus Braz / Banca: José Luiz Rybarczyk Filho / Banca: Reinaldo Otávio Alvarenga Alves de Brito / Banca: Pedro Manuel Galetti Junior / Resumo: Atualmente os sistemas biológicos vem sendo abordados por diversas áreas de pesquisas, dentre elas a biologia de sistemas. Essa área tem centrado esforços para descrever e compreender as relações entre os componentes bióticos e abióticos desses sistemas, utilizando para isso a teoria de grafos. Uma forma de estudar esses sistemas, é avaliar as interações entre proteínas, que são as interações biomoleculares mais abundantes nas células. Nesse contexto, a presente tese focou no desenvolvimento de um algoritmo computacional capaz de predizer interações entre proteínas de qualquer espécie ou conjunto protéico. Para isso, foram utilizadas técnicas de aprendizado de máquina (sub-área da inteligência artificial) para a construção e aplicação desse preditor, o qual mostrou-se eficaz em predizer interações entre proteínas de mais de 80 espécies diferentes, incluindo interações entre proteínas de parasita e hospedeiro. Esse novo preditor foi aplicado no proteoma de zebrafish (Danio rerio) e humanos (Homo sapiens), gerando assim redes de interações proteicas para ambas as espécies. As interações obtidas foram avaliadas em um contexto geral e o foco das análises foi direcionado para a sub-rede relacionada com as vias de determinação e diferenciação sexual em vertebrados. Os resultados demonstraram uma relativa baixa conservação desses grafos ao longo da evolução dos vertebrados, tanto do ponto de vista global quanto da sub-rede relacionada com a determinação e diferenciação sexual em vertebrados. Além disso, foi possível observar ao menos um hub conservado entre as duas sub-redes, o qual representa um novo alvo a ser avaliado por pesquisas experimentais. Contudo, os dados demonstram que o preditor gerado possui um grande potencial para diversas áreas de estudos e é bastante útil para predição de interações em larga-escala. Além disso, os aspectos evolutivos aqui ... / Abstract: Nowadays the biological systems have been analyzed under several research foci, including the system biology. This area focus to describe and understand the relationship between biotic and abiotic factors using the graph theory. The protein interactions are target interactions to the system biology because they are the most abundant biomolecular interactions within a cell. Thus, this thesis reported the development of a computational algorithm to predict proteinprotein interactions for all species or protein sets. The machine learning technique (sub-area of artificial intelligence) were used to develop and apply this method, giving effective results to predict protein-protein interaction for more than 80 different species, including parasitehost associations. This new predictor was applied to the proteome set of zebrafish (Danio rerio) and humans (Homo sapiens), generating the protein-protein interactions for both species. Evolutionary aspects of the protein interactions were studied in a broad context and the focus was directed to the sub-network involved in the vertebrate sex determination and differentiation. The results reported a low conservation of those graphs across the evolution in a general view or for the sub-network related to the vertebrate sex determination and differentiation. Moreover, it was reported at least one conserved hub between both subnetworks, to be further evaluated by experimental procedures. Anyway, the data showed that the predictor here reported may be very useful for several research areas and it is desirable for large-scale prediction procedures. Furthermore, the evolutionary aspects discussed in this thesis open new perspectives concerning system biology and evolutionary pathways of vertebrate sex determination and differentiation / Doutor

A proteína ribossomal L10 (RP L10) é uma forte candidata a ser incluída na classe de proteínas supressoras de tumor. Também denominada QM, a proteína em questão é conhecida por participar da ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e da tradução de mRNAs. Possui massa molecular entre 24 a 26 kDa e ponto isoelétrico (pI) 10,5. A seqüência da proteína QM é bastante conservada em mamíferos, plantas, invertebrados, insetos e leveduras indicando que esta possui funções críticas na célula. Com função supressora de tumor, a proteína RP L10 foi estudada em linhagens de tumor de Wilm (WT-1) e em células tumorais de estômago, nas quais se observou uma diminuição na quantidade de seu mRNA. Mais recentemente a RP L10 foi encontrada em baixas quantidades nos estágios iniciais de adenoma de próstata e com uma mutação em câncer de ovário, indicando uma participação no desenvolvimento destas doenças. Como proteína, já foi descrito que esta interage com as proteínas c-Jun e c-Yes, inibindo a ação ativadora de fatores de crescimento e divisão celular. Este trabalho tem um papel importante no estabelecimento da expressão desta proteína solúvel, para estudos posteriores que tenham como objetivo avaliar a ação de regiões específicas que atuam na ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e tradução, bem como nas regiões que se ligam a proto-oncogenes. O cDNA para proteína QM foi amplificado por PCR e clonado no vetor de expressão periplásmica p3SN8. A proteína QM foi expressa em E.coli BL21 (DE3) no citoplasma e periplasma bacteriano e na melhor condição, a expressão de QM de bactérias transformadas pelo plasmídeo recombinante p1813_QM em 25°C ou 30°C, a proteína foi obtida solúvel e com quantidad es muito pequenas de contaminantes. Os ensaios de estrutura secundária demonstraram que a proteína QM tem predominância de a-hélice, mas quando do seu desenovelmento, essa condição muda e a proteína passa a ter característica de folhas &beta;. / The ribosomal protein L10 (RP L10) is a strong candidate to be included in the class of tumor suppressor proteins. This protein, also denominated as QM, is known to participate in the binding of ribosomal subunits 60S and 40S and the translation of mRNAs. It has a molecular weight that varies between 24 and 26 kDa and an isoelectric point of (pI) 10.5. The sequence of the protein QM is highly conserved in mammals, plants, invertebrates, insects and yeast which indicates its critical functions in a cell. As a tumor suppressor, RP L10 has been studied in strains of Wilm\'s tumor (WT-1) and tumor cells in the stomach, where was observed a decrease in the amount of its mRNA. More recently, the RP L10 was found in low amounts in the early stages of prostate adenoma and showed some mutation in ovarian cancer, what indicates its role as a suppressor protein in the development of these diseases. It has also been described that this protein interacts with c-Jun and c-Yes inhibiting growth factors and consequently, cell division. This work has an important role on the establishment of soluble expression of QM to give base information for further studies on expression that aim to evaluate the specific regions where it acts binding the 60S and 40S ribossomal subunits and translation, as well as its binding to proto-oncogenes. The cDNA for QM protein was amplified by PCR and cloned into periplasmic expression vector p3SN8. The QM protein was expressed in E. coli BL21 (DE3) in the region of cytoplasm and periplasm, the best condition was obtained from the expression of the recombinant plasmid QM p1813_QM at 25°C or 30°C, the soluble protein was obtained with small amounts of contaminants. The assays of secondary structure showed that the QM protein is predominantly alpha-helix, but when it loses the folding, this condition changes and the protein is replaced by &beta;- sheet feature.

O parvovírus B19 é o agente causador de eritemas infecciosos em crianças, hidropsia fetal em mulheres gestantes, esse vírus pode causar anemia crônica e crise aplástica transitória respectivamente. A levedura P. pastoris é um sistema de expressão usado na produção de várias proteínas heterólogas. O objetivo deste trabalho foi expressar as proteínas VP1 e VP2 do parvovírus humano B19 em levedura P. pastoris. As seqüências gênicas VP1 e VP2 foram amplificadas por PCR, usando DNA do vírus B19, os produtos obtidos foram inicialmente subclonados no vetor pGEM-TEasy. Os fragmentos de DNA foram digeridos com enzima de restrição EcoRI e NotI , purificados e inseridos no vetor de expressão e excreção pPIC9K de P. pastoris, entre os sítios EcoRI e NotI. Para expressão das proteínas recombinantes VP1 e VP2 de parvovírus humano B19, os transformantes foram crescidos em glicerol e induzidos pela adição de metanol. As expressões dos antígenos recombinantes foram analisadas por SDS-PAGE e atividade biológica foram confirmadas pelos ensaios imunológicos ELISA, Dot-Blot e Western Blot. / Human Parvovirus B19 is the causative agent of erythema infectiosum in children, hydrops fetalis in pregnant women, B19 may cause chronic anemia and aplastic crisis, respectively. The yeast P. pastoris expression system is being used for the production of various recombinant heterologous proteins. The objective of this work was to express the VP1 and VP2 proteins of the human parvovirus B19 in the yeast Pichia pastoris. The coding sequence of VP1 and VP2 were amplified by PCR, using DNA virus of B19. PCR-products were initially subcloned in the vector pGEM-TEasy. The DNA fragment EcoRI and NotI was excised, purified, and inserted between the sites EcoRI and NotI of P. pastoris expression-secretion vector pPIC9K.For heterologous expression of the proteins VP1 and VP2 Human parvovirus B19, the transformants were growth on glycerol and induced by the addition of methanol. The expressed recombinant antigens VP1 and VP2 were analyzed by SDS-PAGE and its biological activity were confirmed through Enzyme immunoassay EIA, Dot-Blot e Western Blot.

As metaloproteases AAA/FtsH são componentes chave do controle da qualidade das proteínas inseridas nas membranas de mitocôndrias e cloroplastos. Em Arabidopsis thaliana, as proteases FtsH presentes nas membranas dos tilacóides formam um complexo heterohexamérico composto pelas subunidades FtsH1/FtsH5 (tipo A) e FtsH2/FtsH8 (tipo B). Este complexo está envolvido na reciclagem de proteínas foto-danificadas, especialmente da proteína D1, centro de reação do PSII. Algumas linhas de evidências indicam ainda que existe um limiar de concentração das proteases FtsH, necessário para a correta formação e desenvolvimento dos cloroplastos. Apesar da extensiva caracterização genética e molecular das proteases FtsH, o mecanismo regulatório do complexo FtsH dos cloroplastos não foi totalmente elucidado até o momento, contudo existem evidências de que a sua ativação pode estar relacionada a alta incidência luminosa e a outras condições de estresse. A presença de fatores proteicos auxiliares, foi testada como hipótese alternativa por nosso grupo, através do uso da protease FtsH5 como isca em um ensaio de duplo híbrido de leveduras. Este ensaio identificou uma proteína interagente putativa, nomeada FIP (FtsH5 Interacting Protein), a qual comprovadamente interage com FtsH5 e está localizada nas membranas dos tilacóides. De modo a investigar o papel regulatório putativo de FIP sobre a atividade do complexo FtsH, nós analisamos os padrões de expressão em uma ampla gama de condições de estresse a partir de dados públicos de microarranjos de DNA. Os perfis de expressão indicam que FIP pode ser um regulador negativo da atividade do complexo. Os resultados também sugerem que o complexo pode estar envolvido na resposta do cloroplasto a diferentes tipos de condições de estresse. O estudo da história evolutiva das proteínas interagentes FtsH5 e FIP evidenciou que as sequências homólogas a FIP são encontradas exclusivamente em musgos e plantas superiores, sugerindo assim que a origem de FIP pode estar relacionada a colonização terrestre. Todos os genes codificantes das proteases FtsH do complexo foram usados como \"query\" na busca por sequências homólogas, permitindo a classificação das proteases FtsH nos tipos A e B por inferência filogenética Bayesiana. Análises filogenéticas Bayesianas também foram feitas para FIP e as proteases FtsH tipos A e B, independentemente. A análise Mirrortree suportou a existência de coevolução entre FIP e as proteases FtsH tipo A. Por outro lado, nenhuma correlação foi encontrada entre FIP e as proteases FtsH tipo B, o que corrobora nossas observações experimentais anteriores. Além disso, o agrupamento portador de homólogos FIP pôde ser recuperado em uma filogenia mais completa das proteases FtsH do tipo A. Análises subsequentes mostraram que ambas as proteínas interagentes estão extensivamente sobre seleção negativa e que proteases FtsH tipo A são bastante conservadas, principalmente nos seus domínios internos. / Eukaryotic AAA/FtsH metalloproteases display a key role in the protein quality control of membrane-inserted proteins in mitochondria and chloroplasts. In Arabidopsis thaliana, chloroplast thylakoidal membranes FtsH proteases form a heterohexameric complex made by FtsH1/FtsH5 (type A) and FtsH2/FtsH8 (type B) subunits. This complex is involved in protein turnover of photo-damaged proteins, in particular the D1 protein at the PSII reaction center. Several lines of evidence also indicate that a FtsH threshold level is necessary for the proper formation and development of chloroplasts. Despite extensive genetic and molecular characterization of the FtsH proteases, the regulatory mechanism of the FtsH complex in chloroplasts has not yet been fully elucidated, however, there are evidences that its activation might be related to high light incidence and other stress conditions. The presence of auxiliary protein factors, as an alternative hypothesis, was tested by our group, through the use of the protease FtsH5 as bait in a yeast two-hybrid assay. This essay identified a putative interacting protein named FIP (FtsH5 Interacting Protein), which has been proved to interact with FtsH5 and be located at the thylakoid membranes. In order to investigate a putative regulatory role of FIP on FtsH complex activity, we analyzed gene expression patterns in a wide range of stress conditions from public DNA microarray data. The expression profiles indicate that FIP could be a negative regulator of the FtsH complex activity. The results also suggest that the complex may be involved in the chloroplast response to different types of stress conditions. In order to shed some light on the evolutionary history of FtsH5 and FIP interacting proteins, we have shown that FIP\'s homologous sequences were exclusively found in mosses and higher plants, suggesting that FIP origin might be related to the plant terrestrial colonization. All Arabidopsis FtsH complex-encoding genes were used as \"query\" sequences in search for homologous sequences, allowing us to classify the FtsH proteases in type A and B by Bayesian phylogenetic inference. Bayesian phylogenetic analyses were also run for FIP and FtsH types A and B proteases, independently. Mirrortree analysis supported coevolution between FIP and type A FtsH proteases. On the other hand, no correlation was found between FIP and type B FtsH homologues, which support our previous experimental observations. In addition, the FIP bearing cluster could be recovered in a more complete type A FtsH phylogeny. Subsequent analyzes have shown that both interacting proteins are extensively under negative selection and that type A FtsH are very conserved, mainly in its inner domains.