Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-04-18T14:13:30Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HigordeSRodrigues.pdf: 5051692 bytes, checksum: 7aa9d05ff0ab6e2222f3573941a1df11 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2011-04-21T18:22:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HigordeSRodrigues.pdf: 5051692 bytes, checksum: 7aa9d05ff0ab6e2222f3573941a1df11 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-04-21T18:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HigordeSRodrigues.pdf: 5051692 bytes, checksum: 7aa9d05ff0ab6e2222f3573941a1df11 (MD5) / Um dos papéis mais importantes da Bioinformática proteômica pode ser descrito como o tratamento do conjunto de dados gerado a partir do sequenciamento de proteínas, construindo de forma eficaz e organizada, informações inteligíveis para os pesquisadores dessa área. Existem diversos bancos de dados de seqüências, como o EMBL, o SwissProt e o UniProt, bem como diferentes programas para realizar buscas por similaridades nestes bancos de dados, como o Mascot, o Fasta, o Blast e AACompIdent. O objetivo deste estudo foi construir um sistema inédito que apresente de maneira probabilística a similaridade entre proteínas que constituem os bancos de dados pré-existentes e os dados experimentais fornecidos pelos pesquisadores. A partir da inserção dos dados, o sistema, chamado Protein Locator, busca as seqüências similares nos programas já existentes, e utiliza o algoritmo QFAST de combinação de pvalores e também o algoritmo PLscore, uma nova versão do QFAST proposto por este estudo, para a combinação de todos os resultados obtidos. Os algoritmos realizam a combinação das probabilidades dos resultados fornecidos pelos programas de identificação e o Protein Locator apresenta ao usuário os valores originais de cada programa e o valor consolidado pela combinação dos resultados, sendo formado pelo identificador da proteína e a probabilidade de erro do match. Para a validação do método de combinação de resultados e do algoritmo PLscore, foram realizadas pesquisas de identificação de 18 conjuntos de dados de experimentos teóricos com proteínas que simularam seu seqüenciamento, análise de composição de aminoácidos e obtenção da lista de massa de peptídeos. Em 9 desses experimentos, foram incluídos desvios laboratoriais e nos outros 9 foram utilizadas as informações completas. Em 14 dos 18 resultados, a combinação dos dados possibilitou o aumento na acurácia do resultado; em 4 casos, não houve mudanças nas conclusões das pesquisas e em nenhum caso houve piora dos resultados. O tempo entre o armazenamento de informações das pesquisas e a espera pelos resultados combinados foi de aproximadamente 30 minutos, bastante inferior ao tempo medido para se realizar um experimento semelhante de forma manual, cerca de 3 horas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The analysis of protein sequencing data is one of the most important roles of proteomic bioinformatics. In addition, bioinformatics organizes data in an optimized way to be used by researches in this area. There are some protein databases, such as EMBL, SwissProt and Uniprot with software to search for sequencing similarities such as Mascot, Fasta, Blast and AACompIdent. The aim of this study was to create a new system to calculate statistical similarity degree between proteins described in databases and experimental data. The system, called Protein Locator, compares experimental data with sequences through the preexisting software and uses both the QFAST p-value combination algorithm and the PLscore algorithm (a new version of QFAST proposed by this study) to combine results. The algorithms combine probability between the results from the sequences search software and Protein Locator shows the original pvalues from each software, the p-value obtained from results combination, and also the protein identifier and the probability of match. To evaluate the results combination method and the PLscore algorithm, we have used 18 data collections from theoretical experiments in which protein sequencing, analysis of amino acids composition and peptides mass were simulated. In 9 of these experiments, we have included the laboratory error and in the other 9 we have used the complete data. In 14 out the 18 results, data combination method increased accuracy; in the other 4, results were equivalent to those found without combination. Combination of results and protein identification required 30 minutes from laboratory data insertion while manual search would usually require approximating 3 hours.

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su tesis en el Portal de Tesis Electrónicas / El concepto actual en la formación de la caries dental, es que coexisten una serie de factores biológicos individuales de orden microbiológicos, salivales, genéticos, ecológicos, entre otros factores de riesgo indirectos como comportamientos, educación, conocimientos, estrato sociocultural (Fejerskov O y cols., 2008). Los componentes de la saliva previenen la desmineralización del esmalte, tienen un papel importante en la remineralización y son esenciales en el balance ácido-base de la placa bacteriana. Además, las macromoléculas salivales están comprometidas con las funciones de formación de la película adquirida (Núñez D y cols., 2010). Una gran variedad de proteínas salivales presentan propiedades antimicrobianas o participan en la aglutinación microbiana. Además, sobre la superficie del diente, algunas proteínas salivales actúan como receptores para la adherencia bacteriana, permitiendo la colonización selectiva del diente por bacterias comensales o patógenas, regulando así la composición de los microorganismos que forman parte de la placa dental (Van Nieuw Amerongen A y cols., 2004). Por estas razones, una serie de estudios pretenden relacionar la composición proteica salival con la presencia de caries dental. Dentro de esta composición proteica se han estudiado las proteínas ricas en prolina. En este estudio se analizó la saliva total de niños preescolares con y sin caries, mediante la técnica de análisis electroforético unidimensional, en busca de proteínas ricas en prolina que se tiñen metacromáticamente y su relación con el índice ceod. Con respecto a lo anterior, se encontraron 4 bandas de proteínas que se tiñeron metacromáticamente cuyos tamaños moleculares fueron de 22, 25, 32 y 70 kDa. La saliva total analizada presentó igual frecuencia de proteínas ricas en prolina (PRP) en los voluntarios con caries y sin caries. Sólo hubo diferencia significativa en la frecuencia de la banda de 70 kDa que se presentó mayoritariamente en el grupo con índice ceod ≤2. La mayor frecuencia de la banda de 70 kDa en niños con índice ceod ≤2 podría sugerir una función protectora de ésta proteína.

A hiperamonemia é o principal elemento na patogênese da encefalopatia hepática e a neurotoxicidade da amônia envolve um efeito no sistema de neurotransmissão glutamatérgica. Os astrócitos são intimamente relacionados com a transmissão glutamatérgica e, de fato, muitas alterações gliais específicas têm sido relatadas devido à exposição à amônia. A proteína S100B, particularmente a S100B extracelular, é usada como um parâmetro de ativação glial em diversas situações de injúria cerebral. Entretanto, existe pouca informação sobre essa proteína na toxicidade da amônia e nada se sabe sobre a sua secreção por astrócitos durante uma exposição à amônia. Nesse trabalho, nós investigamos a secreção de S100B em astrócitos corticais de ratos expostos de forma aguda à amônia, bem como a morfologia astrocítica, o imunoconteúdo da proteína fibrilar ácida glial (GFAP) e a atividade da enzima glutamina sintetase (GS). Além disso, investigamos um possível efeito da creatina nesses parâmetros gliais, devido a esse composto ter um suposto papel contra a toxicidade da amônia em culturas celulares. Encontramos um aumento da secreção de S100B em astrócitos expostos por 24 h à amônia, acompanhado de uma redução do imunoconteúdo de GFAP e da atividade da GS. Como elevados e persistentes aumentos extracelulares de S100B têm um efeito tóxico em células neuronais, a secreção alterada de S100B induzida pela amônia pode contribuir para o dano cerebral observado na encefalopatia hepática. A adição de creatina não impediu esse aumento na secreção de S100B, mas foi capaz de impedir a redução da concentração de GFAP e da atividade da GS induzidas pela exposição à amônia. / Hyperammonemia is a major element in the pathogenesis of hepatic encephalopathy (HE) and ammonia neurotoxicity involves an effect on the glutamatergic neurotransmitter system. Astrocytes are intimately related to glutamatergic neurotransmission and, in fact, many specific glial alterations have been reported due to ammonia exposure. S100B protein, particularly extracellular S100B, is used as a parameter of glial activation or commitment in several situations of brain injury. However, there is little information about this protein in ammonia toxicity and none about its secretion in astrocytes under ammonia exposure. In this study we investigated S100B secretion in rat cortical astrocytes acutely exposed to ammonia, as well astrocyte morphology, glial fibrillary acidic protein (GFAP) content and glutamine synthetase (GS) activity. Moreover, we studied a possible effect of creatine on these glial parameters, since that this compound has a putative role against ammonia toxicity in cell cultures. We found an increase in S100B secretion by astrocytes exposed to ammonia for 24 h, accompanied by a decrease in GFAP content and GS activity. Since elevated and persistent extracellular S100B plays a toxic effect on neural cells, altered extracellular content of S100B induced by ammonia could contribute to the brain impairment observed in HE. Creatine addition did not prevent this increment in S100B secretion, but was able to prevent the decrease in GFAP content and GS activity induced by ammonia exposure.

Cryptococcus gattii é uma levedura basidiomicética que possui uma cápsula polissacarídica robusta e é um dos agentes etiológicos da criptococose. A linhagem R265 de C. gattii foi responsável pelo surto de criptococose na Ilha de Vancouver e há vários estudos indicando sua dispersão e ocupação de novos nichos ecológicos. Fatores de virulência bem caracterizados deste patógeno incluem: a capacidade de sintetizar o pigmento antioxidante melanina, a produção de uma cápsula polissacarídica antifagocíticas e a capacidade de sobreviver e proliferar a 37°C. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi identificar proteínas envolvidas na resposta da linhagem R265 de C. gattii à variação de temperatura experimentada quando o fungo deixa o ambiente para sobreviver no hospedeiro, usando análise in vitro e proteômica comparativa. Nossos dados demonstram que as proteínas com expressão aumentada a 25°C atuam principalmente em processos metabólicos de proteínas, carboidratos, lípidios, ácidos orgânicos e aminoácidos e que as proteínas com expressão aumentada a 37°C, em sua maior parte, participam de processos que incluem fosforilação, metilação, processos catabólicos de corpos cetônicos, GTP e ATP e processos metabólicos de nucleosidios. A diferença mais notável entre as condições testadas é a predominância, no desenvolvimento de C. gattii a 25°C, de proteínas envolvidas em processos de oxirredução e a presença de um número considerável de proteínas envolvidas na resposta ao stress e em processos catabólicos no desenvolvimento a 37°C. Em suma, o presente estudo é a primeira análise proteômica a fornecer informação sobre proteínas reguladas pela variação de temperatura e a primeira descrição da resposta da linhagem hipervirulenta R265 de C. gattii à esta condição. As proteínas identificadas podem ser alvos para novos estudos na identificação de proteínas-chave para o desenvolvimento do fungo a 37°C e para a pesquisa de biomarcadores que podem contribuir para o tratamento e prevenção da criptococose causada por este patógeno. / Cryptococcus gattii is a basidiomycetous yeast which has a robust polysaccharide capsule and is one of the etiological agents of cryptococcosis. The R265 strain of C. gattii was responsible for the Vancouver Island outbreak and there are various studies including their dispersal and occupation of new ecological niches. Well-characterized virulence factors of this pathogen include: the ability to synthesize the antioxidant pigment melanin; the production of an antiphagocytic polysaccharide capsule; and the ability to survive and proliferate at 37°C. In this sense, the objective of this study was identified proteins involved in the response of C. gattii strain R265 to the temperature variation experimented when the fungi leaves the environment to survive in the host, using in vitro analysis and comparative proteomics. Our data demonstrated that the proteins up-regulated at 25°C act mainly in protein, carbohydrate, lipid, organic acid and amino acid metabolic processes and proteins up-regulated at 37°C participate mostly in processes that include phosphorylation, methylation, ketone body, GTP and ATP catabolic process and nucleoside metabolic process. The most striking difference between the conditions tested is the prevalence of proteins involved in oxidation-reduction in C. gattii growth at 25°C and the presence of a relevant number of proteins involved in stress response and catabolic process in C. gattii growth at 37°C. In brief, this study is the first proteomic analysis to provided information about proteins regulated by the infection temperature and the first description of the response of C. gattii high virulent strain R265 to this condition. The proteins identified could be targets to further studies for the identification of key proteins for the development at 37°C and to the search for biomarkers that can contribute to the treatment and prevention of cryptococcosis caused by this pathogen.

A bactéria Mycoplasma hyopneumoniae é o agente etiológico da pneumonia micoplásmica suína (PMS) e tem sido descrita em diversos países como um dos patógenos mais comumente envolvidos em problemas respiratórios dos suínos, causando importantes perdas econômicas. Os métodos de uso corrente para a identificação de M. hyopneumoniae, sejam eles baseados em técnicas imunológicas, no cultivo e isolamento do agente etiológico ou em métodos moleculares, apresentam diversas limitações. Além disso, as vacinas para PMS oferecem apenas proteção parcial. A identificação e a caracterização imunológica e funcional de proteínas da bactéria, especialmente aquelas preferencial ou exclusivamente expressas em cepas patogênicas, pode trazer avanços importantes no conhecimento da biologia da bactéria e da interação entre patógeno e hospedeiro. Podem também, trazer melhorias para o imunodiagnóstico da PMS, em termos de aumento da especificidade e da sensibilidade dos testes utilizados, e melhorias no aspecto imunoprotetor das vacinas atualmente disponíveis. Com a disponibilização das seqüências do genoma das cepas 232, J e 7448 de M. hyopneumoniae foi possível à realização de uma análise comparativa das seqüências entre a linhagem não-patogênica (J) e os isolados patogênicos (232 e 7448), visando à identificação de genes que codificam proteínas determinantes de patogenicidade e/ou com potencial para utilização em imunodiagnóstico e/ou vacinação. Foram identificadas 118 seqüências codificadores de proteínas (CDSs), entre elas, estão, por exemplo, componentes de membrana com variações evidentes entre as linhagens e prováveis fatores de virulência. Nesta análise, foi também feita a identificação preliminar de 22 repetições nucleotídicas variáveis em tandem (VNTRs) em 12 CDSs correspondentes a lipoproteínas, antígenos, adesinas e outros fatores de virulência das cepas J, 7448 e 232. A análise destas VNTRs no genoma de M. hyopneumoniae foi estendida de modo a incluir duas outras cepas de M. hyopneumoniae (7422 e PMS). O grau de variabilidade entre cepas, o possível significado biológico destas variações e seu potencial para ser utilizado como base em um ensaio de PCR foram investigados. As VNTRs identificadas codificam para proteínas com variações no número de repetições de aminoácidos (VNTARs) que podem determinar variações estruturais, físico-químicas e antigênicas nas proteínas correspondentes, previstas in silico. Um PCR baseado nestas VNTRs foi proposto para identificação de cepas de M. hyopneumoniae a campo. Além disso, como parte de uma estratégia para a produção de reagentes imunodiagnósticos da PMS, clones das CDS p36 e NrdF de M. hyopneumoniae foram expressos e suas proteínas recombinantes purificadas. Dentre os dois soros policlonais monoespecíficos produzidos em coelhos, o soro anti-p36 apresentou uma menor reação inespecífica em ensaios de imuno-histoquímica do que o soro controle utilizado. As proteínas recombinantes purificadas, os anti-soros produzidos, juntamente com novos antígenos, dentre os possíveis identificados neste trabalho, além do VNTR-PCR proposto, poderão ser de valia para o monitoramento sanitário de rebanhos suínos quanto à presença assintomática de M. hyopneumoniae e a identificação mais precisa deste patógeno. / Mycoplasma hyopneumoniae is the etiologic agent of mycoplasmal pneumonia of swines (MPS) and it is one of the most commonly found pathogens in respiratory tract of swines worldwide, causing important economic losses. The diagnostic methods currently available for M. hyopneumoniae identification are based on immunological techniques, culture and isolation of the etiologic agent or molecular methods, all of them presenting peculiar limitations. Regarding control methods, the vaccines currently available for MPS offer only partial protection. The identification and the immunological and functional characterization of mycoplasmal proteins, especially those preferentially expressed in pathogenic strains, can help in the understanding of this bacterium’s biology as well as its host-pathogen interaction. Another important outcome of such studies would be increasing the specificity and sensitivity of the immunodiagnostic tests for MPS and improvements in the immune protection of currently available vaccines. The availability of the complete genome sequences of M. hyopneumoniae strains 232, J and 7448 became feasible a comparative analysis between the non-pathogenic strain (J) and the pathogenic ones (232 and 7448), focusing at the identification of gene products related to pathogenicity and/or presenting a potential for use in immunodiagnostic and/or vaccination. In this work we report the identification of 118 CDSs encoding putative virulence factors, which were based on specific criteria including predicted cell surface location, variations between strains, previous functional studies showing antigenicity or possible involvement in host-pathogen interaction. Using this analysis it was possible to identify 22 variable number of tandem nucleotides repeats (VNTRs) in 12 CDSs corresponding to lipoproteins, antigens, adhesins and other virulence factors of strains J, 7448 and 232. The analysis of these VNTRs from M. hyopneumoniae genome was further extended, including two others M. hyopneumoniae strains (7422 and PMS). The degree of variability between strains, the possible biological meaning of these variations and their potential to be used as VNTR-based PCR had been investigated. The identified VNTRs codes for proteins with variations in the number of amino acid repeats (VNTARs) that determine structural, physicochemical and antigenic variations in the corresponding proteins, as predicted in silico. As part of a strategy for the production of immunodiagnostic reagents for MPS, recombinant clones of p36 and NrdF CDSs were expressed, the correspondent proteins purified and polyclonal sera were produced in rabbits. The anti-p36 protein sera presented a low background in an immunohistochemistry assay when compared to the control sera. In conclusion, taken together the recombinant proteins and anti-sera that were produced, the new putative antigens that were identified and the development of a VNTR-PCR, could be of value for the sanitary monitoring of swine herds, specialy for the identification of asymptomatic carriers of M. hyopneumoniae and in the establishment of more efficient, specific and sensitive MPS diagnostic methods.

A S100B é uma proteína ligante de cálcio expressa e secretada por astrócitos, e possui efeito parácrino sobre os neurônios, atuando como fator neurotrófico. Estudos clínicos sugerem que níveis plasmáticos elevados de S100B estão correlacionados positivamente com a resposta à terapia antidepressiva, particularmente quando se utilizam inibidores seletivos da recaptação de serotonina, mas este mecanismo ainda é desconhecido. Neste trabalho foi avaliada a secreção de S100B em culturas primárias de astrócitos e fatias hipocampais de ratos expostos à fluoxetina e serotonina. Foi observado um significativo aumento da secreção de S100B frente à fluoxetina, e este efeito foi aparentemente dependente de PKA. Estes dados reforçam a importância da fluoxetina, independentemente da serotonina e receptores serotoninérgicos, no tratamento antidepressivo, bem como o papel da S100B nos distúrbio depressivos. / S100B is a calcium-binding protein, produced and secreted by astrocytes, which has a putative paracrine neurotrophic activity. Clinical studies have suggested that peripheral elevation of this protein is positively correlated with therapeutic antidepressant response, particularly selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs); however, the mechanism remains unclear. Here, we measured S100B secretion directly in hippocampal astrocyte cultures and hippocampal slices exposed to fluoxetine and observed a significant increment of S100B release in the presence of this SSRI, apparently dependent on PKA. Moreover, we found that serotonin (possibly 5HT1A receptor) reduces S100B secretion and antagonizes the effect of fluoxetine on S100B secretion. These data reinforce the effect of fluoxetine, independently of serotonin and serotonin receptors, suggesting a putative role for S100B in depressive disorders and that other molecular targets may be relevant for antidepressant activity.

S100B é uma citocina produzida e secretada por astrócitos, que está envolvida no ciclo de citocinas desencadeado pela IL-1β na doença de Alzheimer. Entretanto, a secreção de S100B seguida de estímulo pela IL-1β não tem sido demonstrado diretamente. Nós investigamos a secreção de S100B em culturas gliais e fatias hipocampais expostas a IL-1β. Culturas corticais primárias de astrócitos, células de glioma C6 e fatias hipocampais agudas de ratos Wistar expostas a IL-1β (de 1 pg a 10ng/mL) foram utilizadas.S100B extracelular foi medida por ELISA. Migração nuclear de NF-κB foi investigada por imunocitoquímica e immunoblotting. A secreção de S100B também foi avaliada na presença de inibidores de NF-κB e MAPK. A análise estatística foi realizada utilizando teste t de Student ou ANOVA de uma via, assumindo p< 0.05. A secreção de S100B foi estimulada por IL-1β em todas as preparações. Migração nuclear de NF-κB também foi observada nessas condições experimentais. PDTC (inibidor de NF-κB) e PD98059 (inibidor da via ERK) foram hábeis em inibir o aumento da secreção do S100B. Níveis micromolares de S100B, assim como IL-1β, induziram a produção de óxido nítrico. Nossos dados demonstram que a IL-1β induz um aumento da secreção basal de S100B nos três diferentes modelos in vitro utilizados: astrócitos corticais primários, células C6 e fatias hipocampais de ratos, e que esse aumento na secreção foi mediado pela via de sinalização MAPK-ERK/NFκB. Astrócitos primários e glioma C6 exibiram diferente sensibilidade a IL-1β na modulação tanto da secreção, quanto da expressão de S100B. Esses resultados sugerem que S100B extracelular pode contribuir para respostas reparativas em lesões cerebrais agudas, bem como para desordens neurodegenerativas em lesões crônicas. O mecanismo de indução de secreção de S100B por IL-1β suporta a hipótese de um "ciclo de citocinas", proposto na gênese da doença de Alzheimer. / S100B is an astrocyte-derived cytokine, which has been implicated in the IL-1β- triggered cytokine cycle in Alzheimer’s disease. However, the secretion of S100B following stimulation by IL-1β has not been directly demonstrated. We investigated S100B secretion in glial preparations and hippocampal slices exposed to IL-1β. Cortical primary astrocyte cultures, C6 glioma cells and acute hippocampal slices from the brain of Wistar rats exposed to IL-1β (from 1pg to 10ng/mL) were utilized. Extracellular S100B was measured by ELISA. Nuclear migration of NF-κB was investigated by immunocytochemistry and immunoblotting. S100B secretion was also evaluated in the presence of specific inhibitors for NF-κB and MAPK. Statistical analyses were carried out by Student t test or one-way ANOVA, assuming p < 0.05. IL-1β-stimulated S100B secretion was observed in all preparations. Nuclear migration NF-κB was also observed under these experimental conditions. PDTC (an inhibitor of NF-κB) and PD 98059 (an inhibitor of ERK) inhibited S100B secretion stimulated by IL-1β. S100B, at micromolar levels, like IL-1β, was able to induce NO production. Our data demonstrate IL-1β-induced S100B secretion in three different in vitro preparations: cortical primary astrocytes, C6 glioma cells and hippocampal slices of rats; this secretion was mediated by MAPK-ERK/NF-κB signalling. Primary astrocytes and C6 cells exhibited different sensitivities to IL-1β concerning S100B expression and secretion. These results suggest that extracellular S100B could contribute to a reparative response in acute brain injury, as well as in neurodegenerative disorders due to chronic injury. The mechanism of IL-1β-induced S100B secretion supports the hypothesis for a “cytokine cycle”, proposed in the genesis of Alzheimer disease.

As proteínas-cinases ativadas por mitógenos (MAPKs) participam de rotas de transdução de sinais universais em eucariotos e compõem cascatas de fosforilação que levam as células a responder a estímulos extracelulares. Em plantas, MAPKs estão associadas a processos de desenvolvimento e na reposta a hormônios e a estresses bióticos e abióticos. Em trabalhos anteriores de nosso grupo, o gene Egmpk5 de Eucalyptus grandis foi clonado e seu padrão de expressão foi caracterizado em plantas submetidas a diferentes tratamentos. Ainda, plantas de Nicotiana tabacum SR1 foram transformadas com Egmpk5 sob regulação do promotor CaMV 35S para futuro estudo de função do gene. No presente trabalho, foi avaliada mais amplamente a estrutura, a expressão e o produto deste gene. Análises in silico revelaram que Egmpk5 apresenta-se como cópia única no genoma, está organizado em seis éxons e seus cinco íntrons possuem sítios canônicos de splicing de RNA. O produto deduzido deste gene apresenta em sua sequência a assinatura do domínio proteína-cinase e os motivos de ligação a ATP e de ativação/dupla fosforilação, indicando a possibilidade de ser uma proteína funcional. Árvore filogenética foi construída pelo método de Máxima Verossimilhança utilizando o algoritmo MUSCLE para alinhamento das sequências e um valor de bootstrap de 500 repetições com sequências peptídicas similares à proteína deduzida EgMPK5 e permitiu a identificação de MAPKs de outras plantas com função já comprovada na sinalização da divisão celular e na resposta a estresses abióticos, ferimento e patógenos. Análise de RT-qPCR mostrou a expressão de Egmpk5 em níveis comparáveis em raízes, caules e folhas de plantas de E. grandis tratadas com água, e foi detectado um aumento de sua expressão em folhas tratadas com ácido abscísico (ABA) e em todos os órgãos tratados com solução de cloreto de sódio a 200 mM. O estudo da região promotora de Egmpk5 revelou um grupo de possíveis elementos de ação cis relacionados a respostas a estresses. Seis linhagens transformadas de tabaco que tiveram seu estado transgênico confirmado por PCR foram desafiadas com tratamentos de seca e cloreto de sódio, e linhagens mais tolerantes foram identificadas. Ao final destas diversas análises, os resultados obtidos sugerem a participação de Egmpk5 em respostas a estresses abióticos. / Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) are part of phosphorylation cascades found in all eukaryotes and are responsible for transducing extracellular stimuli into intracellular responses. In plants, MAPK cascades are involved in growth and development processes and have roles in the response to hormones and biotic and abiotic stresses. In our previous studies, the Egmpk5 gene from Eucalyptus grandis was cloned and its expression profile was characterized in plants subjected to different treatments. Also, Nicotiana tabacum SR1 plants were transformed with Egmpk5 under the control of the CaMV 35S promoter for further function studies. In the present study the structure, expression profiles and product of this gene were further characterized. In silico analyses revealed that the Egmpk5 gene is present as a single copy in the E. grandis genome, and that its structure comprises six exons and five introns with conserved sites for transcript splicing. The deduced product of this gene presents the protein kinase domain signature, ATP-binding site and activation/dual phosphorylation motifs in its structure. A phylogenetic tree was built with sequences similar to the deduced EgMPK5 peptide and lead to the identification of plant MAPKs that have had proven activity in cell division signaling and in the response to abiotic stresses, wounding and pathogens. RT-qPCR analysis showed equal expression of Egmpk5 in roots, stems and leaves of plants treated with water and we detected an increase of expression in leaves treated with abscisic acid (ABA) and also increase in expression in all three organs upon treatment with 200 mM sodium chloride. Analysis of the promoter region of Egmpk5 revealed a group of putative cis-acting elements related to stress responses. Six transformed tobacco lines were confirmed by PCR and were assayed with drought and sodium chloride treatments for the identification of more tolerant individuals. After all analyses performed, results allowed us to suggest that Egmpk5 is involved in abiotic stresses responses.

As proteínas 14-3-3 formam uma família altamente conservada, expressas em todos os organismos eucariotos já estudados. Através da interação com seus alvos, as proteínas 14-3-3 participam de importantes processos celulares, como controle do ciclo celular, apoptose, transdução de sinal e diferenciação celular. Neste trabalho, essa família gênica foi estudada em Echinococcus granulosus e em Echinococcus multilocularis, as espécies de maior importância do gênero Echinococcus. E. granulosus e E. multilocularis, na fase larval, são agentes etiológicos da hidatidose cística e da hidatidose alveolar, respectivamente, zoonoses associadas a grandes prejuízos na área da pecuária e a gastos no tratamento de pacientes humanos. Por meio da análise dos bancos de dados disponíveis e comparação com os dados genômicos, neste estudo, seis potenciais genes codificadores de proteínas 14-3-3 foram identificados para ambas as espécies, sendo denominados Eg14-3-3 e Em14-3-3 para E. granulosus e E. multilocularis, respectivamente. Análises filogenéticas das sequências preditas de aminoácidos codificadas por esses genes demonstram que as proteínas Eg14-3-3 e Em14-3-3 retêm características ancestrais, não se agrupando claramente com proteínas ortólogas de outros organismos quanto ao tipo de isoforma (zeta e épsilon), como ocorre, por exemplo, em mamíferos. A fim de caracterizar funcionalmente as proteínas Eg14-3-3, o padrão de expressão das isoformas Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 foi avaliado. A identificação dessas isoformas em componentes do metacestódeo de E. granulosus que representam interfaces parasito-hospedeiro sugere a possível participação dessas proteínas em mecanismos de interação com o hospedeiro. Estudos para a identificação dos ligantes protéicos que interagem com as proteínas Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 também foram realizados. Entre os ligantes identificados estão chaperonas, proteínas associadas à conversão de energia, citoesqueleto, e transporte e metabolismo de carboidratos. Essas interações apontam o envolvimento da família proteica 14-3-3 em mecanismos que promovem o estabelecimento e sobrevivência de E. granulosus. A caracterização das interações identificadas neste estudo poderá auxiliar na elucidação de aspectos biológicos básicos do parasito, e mecanismos moleculares utilizados para o desenvolvimento e manutenção do metacestódeo nas vísceras do hospedeiro intermediário por longo período de tempo. / The 14-3-3 proteins form a highly conserved family, and have been shown to be actively expressed in all eukaryotic organisms studied so far. Through interaction with their targets, the 14-3-3 proteins participate in some of the major eukaryotic cellular processes, such as cell cycle regulation, apoptosis, signal transduction, and cell differentiation pathways. In the present work, this gene family has been studied in two species of the genus Echinococcus, namely Echinococcus granulosus and Echinococcus multilocularis, which, in their larval stage, are the causative agents of the cystic hydatid disease and the alveolar hydatid disease, respectively, two economically relevant zoonotic diseases associated with livestock production losses and human health care expenditures. Through analysis and comparison of available database, and searches in Echinococcus sequencing genome data, six candidate genes encoding 14-3-3 proteins were identified in both species, being named Eg14-3-3 and Em14-3-3 to E. granulosus and E. multilocularis, respectively. Interestingly, the phylogenetic analyses of deduced amino acid sequences encoded by these genes showed that Eg14-3-3 and Em14- 3-3 proteins retain more ancestral characteristics, and do not group clearly with orthologous proteins from other organisms relative to isoform types (zeta and epsilon), as occurs, for example, in mammals. In order to functionally characterize the Eg14-3-3 proteins, the expression patterns of the Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 isoforms were analyzed. The identification of both isoforms in E. granulosus metacestode components, that represent host–parasite interface, suggests a possible participation of these proteins on mechanisms of interaction with the host. Additionally, studies aiming the identification of proteins able to bind to Eg14-3-3ζ2 and Eg14-3-3ζ3 isoforms were carried out. Among the ligands identified, chaperones, proteins associated with energy production and conversion, cytoskeleton and carbohydrate transport and metabolism, were present, suggesting the involvement of 14-3-3 protein family in mechanisms that promote the establishment and survival of E. granulosus. Further characterization of the interactions identified in this study can help to elucidate basic biological aspects of these parasites, as well as molecular mechanisms involved in the development and maintenance of hydatid cyst in within intermediate host tissues for long time.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-25T18:28:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Pollyanna Michelle da Silva.pdf: 1543877 bytes, checksum: 1ffd7e0ed02c76fe3fc79d12bf815053 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-25T18:28:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Pollyanna Michelle da Silva.pdf: 1543877 bytes, checksum: 1ffd7e0ed02c76fe3fc79d12bf815053 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CNPQ / Frutos da romãzeira (Punica granatum L.) são usados popularmente para tratar infecções causadas por microorganismos. Este trabalho descreve o isolamento da lectina da sarcotesta de P. granatum (PgTeL; P. granatum testa lectin) através de extração de proteínas utilizando NaCl 0,15 M, fracionamento salino utilizando sulfato de amônio (30 % de saturação) e cromatografia em coluna de quitina. A atividade hemaglutinante (AH) foi monitorada ao longo do processo de purificação utilizando eritrócitos de coelho. A massa molecular de PgTeL nativa foi determinada por cromatografia de gel filtração e o perfil eletroforético em condições desnaturantes foi avaliado em gel de poliacrilamida contendo sulfato sódico de dodecila (SDS-PAGE). Os efeitos do pH, temperatura e íons sobre a sua AH foram determinados e a atividade antimicrobiana contra bactérias e fungos de importância médica foi avaliada através da determinação das concentrações mínima inibitória (CMI), mínima bactericida (CMB) e mínima fungicida (CMF). Ainda, foi avaliado o efeito de PgTeL na capacidade de aderência e invasiva de bactérias em células HeLa. Tratamento do extrato que apresentou HA específica (18,3) da sarcotesta com sulfato de amônio resultou na precipitação de contaminantes proteicos, uma vez que a fração sobrenadante (FS 30%) apresentou maior AH específica (782) que a fração de proteínas precipitadas (13,92). O perfil da cromatografia de FS 30% em coluna de quitina apresentou um único pico proteico adsorvido, que foi eluído com ácido acético 1,0 M e, após diálise, aglutinou eritrócitos, correspondendo a PgTeL (AH específica: 19.430). A massa molecular relativa de PgTeL nativa em cromatografia de gel filtração foi 58 kDa. Em SDS-PAGE, PgTeL apresentou uma única banda polipeptídica de 58 kDa, indicando que sua estrutura não é formada por subunidades unidas por ligações nãocovalentes. A AH de PgTeL foi detectada em valores de pH de 5,0 a 8,0 e foi resistente ao aquecimento até 100°C durante 30 minutos. A AH de PgTeL foi estimulada por Ca2+ (10 mM) e Mg2+ (20 mM). PgTeL foi agente bacteriostático e bactericida contra Aeromonas sp., Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Micrococcus luteus, Salmonella enteritidis, Serratia marcescens, Staphylococcus saprophyticus e Streptococcus mutans (valores de CMI variando de 0,27 a 9,0 μg/mL e CMB de 0,27 a 68,4 μg/mL), enquanto apenas inibiu o crescimento de Klebsiella sp., Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis (valores de CMI variando de 16 a 20 μg/mL). PgTeL também inibiu a capacidade de aderência de S. enteritidis (40% de inibição) e a capacidade invasiva de E. coli e S. aureus (59% e 25% de inibição respectivamente) em células HeLa. PgTeL mostrou atividade antifúngica contra espécies de Candida (com CMI variando de 6,25 a 25 μg/mL e CMF variando de 6,25 a 50 μg/mL). Em conclusão, PgTeL é uma lectina ligadora de quitina, termoestável, ativa em ampla faixa de pH e com ação antibacteriana e antifúngica, bem como é capaz de interferir na aderência e capacidade invasiva bacteriana. / Fruits of pomegranate (Punica granatum L.) are used by people to treat infections caused by microorganisms. This work reports the isolation of a lectin from P. granatum sarcotesta (PgTeL) by protein extraction using 0.15 M NaCl, saline fractionation using ammonium sulfate (30% saturation) and chromatography on chitin column. Hemagglutinating activity (HA) was monitored during the purification process using rabbit erythrocytes. The molecular mass of native PgTeL was determined by gel filtration chromatography and the electrophoretic profile under denaturing conditions was evaluated using polyacrylamide gel containing sodium dodecyl sulphate (SDS-PAGE). The effects of pH, temperature and ions on its HA were determined and the antimicrobial activity against bacteria and fungi with medical importance was evaluated by determination of minimal bactericide (MBC), inhibitory (MIC) and fungicide (MFC) concentrations. In addition, it was evaluated the effect of PgTeL on the adherence and invasive abilities of bacteria on HeLa cells. Treatment of the sarcotesta extract which showed specific HA (18.3) with ammonium sulphate resulted in precipitation of proteic contaminants since the supernatant fraction (SF 30%) showed highest specific HA (782) than the precipitated protein fraction (13.92). Chromatography profile of SF 30% on chitin column showed a single adsorbed protein peak, which was eluted with 1.0 M acetic acid and, after dialysis, agglutinated erythrocytes, corresponding to PgTeL (specific HA: 19.430). The relative molecular mass of native PgTeL on gel filtration chromatography was 58 kDa. In SDS-PAGE, PgTeL appeared as a single polypepetide band with 58 kDa, indicating that its structure is not composed by subunits linked by non-covalent interactions. The HA of PgTeL was detected at pH values from 5.0 to 8.0 and was resistant to heating at 100°C for 30 minutes. The HA of PgTeL was stimulated by Ca2+ (10 mM) and Mg2+ (20 mM). PgTeL was bacteriostatic and bactericide agent against Aeromonas sp., Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Micrococcus luteus, Salmonella enteritidis, Serratia marcescens, Staphylococcus saprophyticus and Streptococcus mutans (MIC values ranging from 0.27 to 9.0 μg/mL and MBC from 0.27 to 68.4 μg/mL) while only inhibited the growth of Klebsiella sp., Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis (MIC values ranging from 16 to 20 μg/mL). PgTeL also inhibited the adherence ability of S. enteritidis (40% inhibition) and invasive ability of E. coli and S. aureus (59% and 25% inhibition respectively) on HeLa cells. PgTeL showed antifungal activity against Candida species (MIC values ranging from 6.25 to 25 μg/mL and MFC ranging from 6.25 to 50 μg/mL). In conclusion, PgTeL is a thermostable and chitin-binding lectin, active at a broad pH range, and with antibacterial and antifungal action, as well as is able to interfere with adherence and invasivive abilities of bacteria.