Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-04T18:30:54Z No. of bitstreams: 1 2017_LuisJanssenMaia.pdf: 1744454 bytes, checksum: 5d3e4add2c64e65f580db3e08b18a8cf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-05T20:49:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuisJanssenMaia.pdf: 1744454 bytes, checksum: 5d3e4add2c64e65f580db3e08b18a8cf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T20:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuisJanssenMaia.pdf: 1744454 bytes, checksum: 5d3e4add2c64e65f580db3e08b18a8cf (MD5) Previous issue date: 2017-06-05 / A paracoccidioidomicose é uma micose sistêmica causada por fungos termodimórficos do gênero Paracoccidioides. Embora seja uma das micoses sistêmicas de maior importância na América Latina, tanto por número de ocorrências quanto pela morbidade causada pela forma crônica da doença, trata-se de uma doença negligenciada e, portanto, vários aspectos relevantes à clínica da micose e à biologia do fungo não estão bem elucidados. A despeito dos registros de ocorrência da micose, o diagnóstico dessa é de difícil execução, pela dificuldade de se isolar o fungo a partir de hospedeiros infectados e pela relativa falta de padronização e elevada ocorrência de reações cruzadas em testes de imunodiagnóstico. Assim, dentre as estratégias para a melhoria do diagnóstico da doença, está o uso de proteínas expressas de forma heteróloga para servirem como alvos mais específicos e padronizáveis nestes testes. Já em relação à biologia de fungos, é sabido que poucas espécies fúngicas são capazes de infectar organismos homeotérmicos, em relação ao número de espécies capazes de infectar organismos pecilotérmicos. Em face disso, alguns trabalhos na literatura sugerem que a temperatura dos hospedeiros representa uma barreira importante para a infecção fúngica e que os mecanismos moleculares de termotolerância dos fungos patogênicos são fatores de virulência importantes. Recentemente, a proteína TCTP foi encontrada em trabalhos de proteoma em ambas as fases micelial e leveduriforme de Paracoccidioides lutzii, além de possuir estrutura primária idêntica à TCTP de Paracoccidioides brasiliensis, fazendo dessa proteína um candidato para imunodiagnóstico. Além disso, a proteína TCTP foi apontada em outros organismos como uma chaperona molecular de importância em situações de estresse térmico. Assim, o presente trabalho objetiva avaliar estas duas vertentes para os fungos do gênero Paracoccidioides. Propiedades relevantes para o imunodiagnóstico foram preditas in silico e apontam para a presença de fosforilações na proteína, bem como um alto grau de conservação de estrutura primária em eucariotos e, particularmente, em fungos. A proteína foi produzida em quantidades apreciáveis e com pureza considerável por meio de expressão heteróloga em Escherichia coli. Ensaios de ELISA e Western Blot utilizando a TCTP indicam que a proteína não foi reconhecida pela maioria dos soros oriundos de camundongos infectados com P.brasiliensis. Já em relação às propriedades de chaperona, ensaios de dicroísmo circular indicam que a proteína nativa é termoestável. Além disso, a expressão da TCTP em culturas de E.coli as tornaram mais resistentes a estresse térmico. Como perspectivas a esse trabalho estão a aplicação de sub-regiões da proteína como alvos em imunodiagnóstico e aplicações no desenvolvimento de vacinas contra a micose, além de se caracterizar as propriedades de chaperona propriamente ditas da TCTP. / Paracoccidioidomycosis is a systemic mycosis caused by thermodimorphic fungi of the Paracoccidioides genus. Even though it is one of the most important systemic mycosis in Latin America, as a consequence of the number of its occurrences and the morbidity caused by the chronic phase of the disease, it is a neglected disease and, as such, many relevant aspects of its clinical approach and of the fungal biology are yet to be characterized. Despite the high occurrence records, the diagnostic of this mycosis is hard to be executed, because of the difficulty of isolating the fungus from infected hosts and because of the high cross-reaction occurrences in immunodiagnostic tests. In order to improve the diagnostics, one of the strategies being employed is the use of heterologously expressed proteins as targets of the immunodiagnostic tests, as they can be more precise and standardisable targets. As for the fungal biology, it is known that few fungal species are able to infect homeotherm hosts, in comparison to the number of species able to infect poikilotherm hosts. In face of this, some studies in the literature suggest the host temperature as an important barrier to the fungal infection and molecular mechanisms associated with the fungal thermotolerance as important virulence factors. Recently, the TCTP protein was found in proteome studies of both the mycelial and yeast forms of Paracoccidioides lutzii, in addition of having identical primary protein structure with the Paracoccidioides brasiliensis form of TCTP, properties which make this protein an interesting target for immunodiagnostics. In addition, the TCTP protein was identified as a molecular chaperone with significant importance in thermal stress situations. Therefore, the present study aims to evaluate these two aspects for the fungi of the Paracoccidioides genus. Relevant properties for the immunodiagnosis using this protein were predicted in silico and point to a considerable amount of phosphorilations in it as well as a high conservation of it among eukariotes and, particularly, in fungi. The protein was produced in considerable amounts and purity through heterologous expression in Escherichia coli.Immunodiagnostic tests of ELISA and Western Blot assays using the TCTP indicate this protein as not being recognized by most mice sera experimentally infected with P.brasiliensis. As in relation to the chaperone properties of the protein, circular dichroism assays indicate the native protein as thermally stable. Moreover, TCTP expression in E.coli cultures made them more resistant to thermal stress. The perspectives of this study are the application of sub-regions of the protein as targets in immunodiagnostic assays, as well as applications in vaccine development against the mycosis and the evaluation of the chaperone properties themselves of TCTP.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-06-23Bitstream added on 2014-06-13T18:49:49Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_fr_me_sjrp.pdf: 884938 bytes, checksum: cb71cfbd072d7a80c82fa5ec84776eea (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A predição de estruturas secundárias e terciárias pode contribuir para elucidar o problema de enovelamento de proteínas. Para isso, métodos de Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Algoritmos Genéticos são utilizados a fim de predizê-las, a partir de determinadas seqüências primárias de aminoácidos. Neste sentido, esta pesquisa visa à utilização de três níveis de RNAs. O primeiro nível é composto por um vetor de entrada representando a seqüência primaria dos aminoácidos, com uma dimensão de 22.n, onde n é o tamanho da janela compreendida entre 7 a 23. O segundo nível possui a implementação dos resultados da primeira rede. Por fim o terceiro nível é composto por um júri de decisão. As RNAs são treinadas no Simulador MATLAB 5.0, um software composto de vários recursos para a sua implementação (Neural Network Toolbox). As RNAs implementadas são do tipo Multi Layer Perceptron (MLP), que utilizam o algoritmo backpropagation (RPROP) e a função de treinamento trainrp. Os dados obtidos são comparados com os preditores 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/), a fim de se obter um modelo de predição. / The prediction of (secondaray and tertiary) structures of proteins can contribute to elucidadate the protein-folding problem. In oder to predict these structures we used methods of Artificial Neural Network (ANN) and genetic algorithms starting from the primary sequences of amino acids. The present work is composed of 3 networks levels. The first level is composed of ANNs of an input vector representing a segment of primary amino acid sequence. Since the encoding scheme uses a local window into the sequence, the input vector is a 22.n dimensional vector where n is the number of positions in the window (between 7 and 23). The outputs of level 1 are the inputs of the second level ANNs. The third level is the jury decision. The ANNs were trained with the Simulator MATLAB 5.0, software with several tools for its implementation (Neural Network Toolbox). The implemented ANNs are Multi Layer Perceptron (MLP) kind, which use the backpropagation algorithms (RPROP) together with training function trainrp. The obtained date are compared with the predictors 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/) in order to heve an idea of the quality of the prediction.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-25Bitstream added on 2014-06-13T20:10:05Z : No. of bitstreams: 1 contessoto_vg_me_sjrp.pdf: 418254 bytes, checksum: 47617fd8d1433490e1d604852d699c37 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No processo de enovelamento as proteínas seguem o principio de “mínima frustração”, garantindo ao estado nativo o seu mínimo global de energia e a sua estabilidade termodinâmica. Apesar de, a proteína estar no seu estado nativo, esta condição não impede o surgimento de algumas interações energeticamente desfavoráveis, caracterizando a frustração no estado nativo. Há evidências indicando que um pequeno grau de frustração pode favorecer o processo de enovelamento. Neste estudo são investigadas as condições em que a presença de frustração, é ou não, favorável ao processo de enovelamento. São realizadas simulações computacionais de dinâmica molecular utilizando o modelo Cα (um modelo baseado em estrutura e sem frustração). É adicionado um termo ao potencial do modelo associado à presença de frustração. As simulações do modelo Cα são realizadas para um grupo de proteína com características distintas. É introduzido um critério determinando os casos em que a frustração auxilia o processo de enovelamento. São observados os efeitos da presença de frustração ao longo do processo de enovelamento e sua influência na alteração da temperatura e do tempo de enovelamento. De acordo com o critério introduzido é possível separar as proteínas estudadas em dois grupos distintos, um grupo em que a adição de frustração auxilia o processo de enovelamento e outro grupo em que a presença de frustração não é favorável. A separação das proteínas em dois grupos distintos está relacionada com a ordem de contato absoluta e com a barreira de energia livre de cada proteína / In the folding process the proteins follow the minimal frustration principle, which guarantees to the native state the minimum global energy and the thermodynamic stability. However, not even the native state can prevent the occurrence of some unfavorable interactions, characterizing the frustration in the native state. There are evidences that a low degree of frustration can favorable to the folding process. In this work it was investigated the conditions under which some frustration helps the protein folding process. Through computer simulations of molecular dynamics, using a structure-based model (non-frustrated model) and adding a parameterized nonspecific energetic frustration to the potential, were studied the kinetics and the thermodynamics properties of a large group of proteins. It is introduced a criterion to determine when the presence of frustration assists the folding process. The effects of the frustration addition are observed and its influence produces changes in the folding temperature and in the folding time. In agree with the adopted criterion, it was observed two well separated groups: one in which some frustration helps the folding process, and another in which frustration hinders it, determining when the presence of frustration is favorable. These results are correlated with the proteins absolute contact order parameter and free energy barrier

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-01Bitstream added on 2014-06-13T20:27:26Z : No. of bitstreams: 1 lima_dt_me_sjrp.pdf: 414343 bytes, checksum: e3e88fd703395da0dc423bca56673295 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Por meio de simulações computacionais, acompanhamos o processo de enovelamento de um conjunto de proteínas. Neste estudo utilizamos a abordagem conhecida como teoria de Superfície de Energia (Energy Landscape), que trata o enovelamento por uma descrição estatística. O modelo utilizado foi um modelo baseado em estrutura. Para investigarmos os efeitos das interações não nativas no enovelamento de um grupo de proteínas, acrescentamos um termo de frustração ao potencial de energia. Os resultados obtidos a partir dos estudos das propriedades termodinâmicas e cinéticas das proteínas, mostraram que para um grupo de proteínas a frustração ajudou o enovelamento e para outro grupo a frustração atrapalhou. Analizando propriedades como ordem de contato absoluta, tamanho da proteína e barreira de energia livre, foi possível obter um limiar em que a frustração auxilia no enovelamento. Para encontrarmos um limiar, foi necessário uma quantidade grande de proteínas de diferentes tamanhos e diferentes motifs / Through computational simulations, the folding process of a set of proteins was monitored. The framework used to describe protein folding was the energy landscape theory, which is a statistical description of folding. The model used was the structural based model. A frustration term was added to the potential to investigate the non-native interactions effect. The results obtained from studies of thermodynamics and kinetics properties, showed for a one group of proteins the frustration helps the folding and for another group the frustrations hinders the folding. The properties as absolute contact order, size of protein and free energy barrier was analyzed and it was possible to obtain a threshold that the frustration helps the folding. It was necessary a large set of proteins of different sizes and motifs to find a threshold

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-29Bitstream added on 2014-06-13T19:49:18Z : No. of bitstreams: 1 vacari_fcm_me_sjrp.pdf: 2872179 bytes, checksum: 1bf0cdb8298278a7abef6a8501917773 (MD5) / Este trabalho teve por objetivo cristalizar e resolver tridimensionalmente as estruturas das proteínas Canavalia gladiata lectin (CGL) e Canavalia marítima lectin (CML), ambas complexadas com o açúcar manose 1-6 manose, encontradas em sementes de leguminosas. Para o processo de cristalização foi utilizado um kit de cristalização, contendo 96 soluções previstas pelo método de cristalização da matriz esparsa, denominado Screen Index (Hampton Research). Para o processo de resolução de estrutura foi utilizado diversos métodos computacionais dentre eles, o programa CCP4 (Collaborative Computational Project n° 4). Já com a estrutura resolvida, pode-se observar o sítio de ligação da proteína e identificar quais aminoácidos fazem parte do mesmo; calcular o RMSD médio entre as estruturas nativa e complexada com o açúcar manose 1-6 manose; comparar os sítios de ligação das proteínas CGL e CML complexadas com os açúcares man 1-2 man, man 1-3 man, man 1-4 man e man 1-6 man. Enfim, o trabalho colaborou para que duas novas estruturas fossem depositadas no banco de dados PDB (Protein Data Bank), para que futuros pesquisadores possam realizar estudos utilizando essas estruturas já resolvidas. / This study aimed to crystallize and solve the three-dimensional structures of proteins Canavalia gladiata lectin (CGL) e Canavalia maritime lectin (CML), both complexed with sugar manose 1-6 manose, found in legume seed. For the crystallization process was used a kit of crystallization, containing 96 solutions provided by the method of crystallization of the sparse matrix, called Screen Index (Hampton Research). For the process of resolution structure was used several computation methods among them, the program CCP4 (Collaborative Computational Project n° 4). Now with the structure resolved, can observe the binding siti of protein and amino acids to identify which part of the same; calculate the avarage RMSD betweem the native and complexed structures with the sugar manose 1-6 manose; compare the binding sites of CGL and CML proteins complexed with sugars man 1-2 man, man 1-3 man, man 1-4 man and man 1-6 man. Finally, the work helped the two new structures were deposited in the PDB database, for future researchers to conduct studies using these structures already solved.

Orientador: José Ramon Beltran Abrego / Banca: Yvonne Primerano / Banca: Dimas Roberto Vollet / Banca: João Ruggiero Neto / Banca: Johnny Rizzieri Olivieri / Resumo: A técnica de espalhamento de raios-X a baixo ângulo - SAXS é uma poderosa ferramenta para a caracterização de macromoléculas biológicas em solução. Aplicando-a de forma correta podemos obter parâmetros físicos à respeito do material de estudo, como raio de giração, máxima dimensão, volume e superfície. Neste trabalho caracterizou-se em solução aquosa a macromolécula heterodimérica crotoxina com a variação do pH em ácido, básico e neutro. Esta proteína foi isolada da serpente sul-americana Crotalus durissus terrificus e seus constituintes crotapotina e fosfolipase A2 também foram caracterizados isoladamente. Os parâmetros físicos obtidos foram confrontados com trabalhos realizados anteriormente. Propô-se um modelo de coordenadas atômicas obtido por modelagem e dinâmica molecular. Realizamos a análise estrutural das macromoléculas homólogas Bothropstoxin - I e Bothropstoxin - II isoladas da serpente sul-americana Bothrops jararacussu, indicando que os estados oligoméricos estão ambos em bom acordo com os resultados obtidos pelo seu estado cristalino. Lotus tetragonolobus lectin (LTA) é uma lectina ligante especifica de açúcar fucose de origem das leguminosas. O estudo do estado cristalino desta proteína revela uma diferente disposição dos monômeros no tetrâmero, este que é composto por dímeros em um novo modo arranjar-se, formando assim uma nova estrutura tetramérica a qual foi confirmado pela investigação da estrutura quaternária da função envelope disposto pela análise das curvas de SAXS, comparadas e sobrepostas à estrutura das coordenadas atômicas determinada por cristalografia. A corismato sintase (CS) é a sétima enzima da via shikimato para a síntese de aminoácidos aromáticos, em fungos, bactérias e parasitas tais como o causador da tuberculose, porém, em mamíferos esta via é ausente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The technique of small angle X-ray scattering - SAXS is a powerful tool for characterization of biological macromolecules in solution. Applying it correctly so we can get physical with respect to materials, such as radius of gyration, maximum size, volume and surface area. This work was characterized in aqueous solution macromolecule heterodimeric crotoxina with the change in pH in acid, basic and neutral. This protein was isolated from the South American snake Crotalus durissus terrificus and its constituents crotapotina and phospholipase A2 were also characterized in isolation. The physical parameters were confronted with work done previously. Propose is a model of atomic coordinates obtained by modeling and molecular dynamics. We performed the structural analysis of macromolecules Bothropstoxin counterparts - and I Bothropstoxin - II isolated from South American snake Bothrops jararacussu, indicating that the states are oligomers both in good agreement with results obtained by its crystalline state. Lotus tetragonolobus lectin (LTA) is a lectin binding specific sugar fucose of origin of legumes. The study of the crystalline state of this protein shows a different arrangement of monomers in the tetramer, that is composed of dimers in a new way get it, thus forming a new tetrameric structure which was confirmed by investigation of the quaternary structure of the envelope function provided by analysis of SAXS curves, and compared to the overlapping structure of atomic coordinates determined by crystallography. The corismato synthase (CS) is the seventh enzyme of shikimato route for the synthesis of aromatic amino acids in fungi, bacteria and parasites such as the cause of tuberculosis, but in mammals this pathway is absent. The structure of the envelope function was determined revealing a structure of tetramer in solution was also verified by crystallographic analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Jorge Chahine / Banca: Leandro Cristante de Oliveira / Banca: Ronaldo Junio de Oliveira / Banca: Marcelo Andrés Fossey / Banca: Sidney Jurado de Carvalho / Resumo: O enovelamento de proteínas é um problema fundamental em Biofísica Molecular. Propõe8se neste trabalho um método de crescimento de estruturas proteicas utilizando uma rede denominada cubo8octaédrica. Neste processo de crescimento a partir da estrutura primária utiliza8se um potencial estatístico de interação entre pares de resíduos a fim de determinarmos a estrutura terciária da sequência. Para o ensemble estrutural analisam8se propriedades estruturais como o raio de giro das cadeias e o desvio médio quadrático das distâncias. Além deste estudo de previsão de estruturas, analisamos parâmetros energéticos termodinâmicos no estado de transição da proteína CI2 (cujo código PDB é 1 coa) bem como o cálculo dos valores de φ-values para os resíduos que fazem contatos no estado de transição / Abstract: Protein folding is a fundamental problem in Molecular Biophysics. We present a method of chain growth algorithm to lattice generation of protein structure. The interaction between pairs of residues in this process is a statistical potential proposed by THOMAS and DILL. We examine properties as radius of gyration and root mean square deviation of ensemble protein structure. Finally, we verify the themodynamics energetic parameter in the transition state of protein folding 1 coa / Doutor

Resumo: A predição de estruturas secundárias e terciárias pode contribuir para elucidar o problema de enovelamento de proteínas. Para isso, métodos de Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Algoritmos Genéticos são utilizados a fim de predizê-las, a partir de determinadas seqüências primárias de aminoácidos. Neste sentido, esta pesquisa visa à utilização de três níveis de RNAs. O primeiro nível é composto por um vetor de entrada representando a seqüência primaria dos aminoácidos, com uma dimensão de 22.n, onde n é o tamanho da janela compreendida entre 7 a 23. O segundo nível possui a implementação dos resultados da primeira rede. Por fim o terceiro nível é composto por um júri de decisão. As RNAs são treinadas no Simulador MATLAB 5.0, um software composto de vários recursos para a sua implementação (Neural Network Toolbox). As RNAs implementadas são do tipo Multi Layer Perceptron (MLP), que utilizam o algoritmo backpropagation (RPROP) e a função de treinamento trainrp. Os dados obtidos são comparados com os preditores 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/), a fim de se obter um modelo de predição. / Abstract: The prediction of (secondaray and tertiary) structures of proteins can contribute to elucidadate the protein-folding problem. In oder to predict these structures we used methods of Artificial Neural Network (ANN) and genetic algorithms starting from the primary sequences of amino acids. The present work is composed of 3 networks levels. The first level is composed of ANNs of an input vector representing a segment of primary amino acid sequence. Since the encoding scheme uses a local window into the sequence, the input vector is a 22.n dimensional vector where n is the number of positions in the window (between 7 and 23). The outputs of level 1 are the inputs of the second level ANNs. The third level is the jury decision. The ANNs were trained with the Simulator MATLAB 5.0, software with several tools for its implementation (Neural Network Toolbox). The implemented ANNs are Multi Layer Perceptron (MLP) kind, which use the backpropagation algorithms (RPROP) together with training function trainrp. The obtained date are compared with the predictors 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/) in order to heve an idea of the quality of the prediction. / Orientador: Jorge Chahine / Coorientador: José Roberto Ruggiero / Coorientador: Luís Paulo Barbour Scott / Banca: Roosevelt Alves da Silva / Banca: Elso Drigo Filho / Mestre

Orientador: Walter Filgueira de Azevedo Júnior / Banca: Paulo Sérgio Lopes de Oliveira / Banca: Paula Regina Kuser Falcão / Banca: Jorge Chahine / Banca: José Roberto Ruggiero / Resumo: O seqüenciamento de genomas em larga escala estão nos munindo com várias informações biológicas sobre centenas de organismos. O entendimento das diferentes funções de proteínas expressas por genes obtidos nos projetos de seqüenciamento, nos leva à era pós-genômica, com a caracterização das estruturas 3D de proteínas. A determinação de estruturas de proteínas nem sempre é possível devido a limitações nas técnicas de cristalografia de raios X e RMN, tornando a utilização da modelagem molecular comparativa muito útil. O principal interesse no estudo de vias metabólicas identificadas em genomas de patógenos, é o fato de que algumas destas vias não estão presentes em humanos, o que as tornam alvos seletivos para desenho de drogas, diminuindo o impacto das drogas em humanos. O DBMODELING é um banco de dados relacional, criado para evidenciar a importância dos métodos de modelagem molecular aplicadas ao genoma do Mycobacterium tuberculosis. A motivação deste trabalho é o fato de que o M. tuberculosis é a causa de morte de milhões de pessoas no mundo, assim a caracterização estrutural de proteínas alvo para propor novas drogas tornou-se essencial. Há atualmente no banco de dados mais de 260 modelos de proteínas do genoma do M. tuberculosis e outros genomas de interesse também serão acrescentados. Este banco de dados contém uma descrição detalhada da reação catalisada, do gene e da qualidade estrutural de cada proteína, e suas coordenadas atômicas estão disponíveis para download, podendo ser acessadas em http://www.biocristalografia.df.ibilce.unesp.br/tools. Este trabalho aumenta a certeza de que a modelagem comparativa é uma ferramenta útil em bioinformática estrutural, uma vez que não se tem acesso às estruturas determinadas experimentalmente, podendo ser valiosa na anotação de seqüências genômicas, contribuindo para a genômica estrutural e funcional, e simulações de docking proteína-ligante. / Abstract: The large-scale genome sequencing are providing us with several information about hundreds of organisms. Understanding of different protein functions expressed by genes obtained in the sequencing projects, lead us to the post-genomic era, with characterization of protein 3D structure. The determination of protein structure, is not always possible, due to limitations in X-ray crystallography and NMR techniques. This fact makes the utilization of comparative modeling very useful. The main interest in the study of metabolic pathways is the fact that some of these pathways are not present in human, which make them selective targets for drug design, decreasing the impact of drugs in humans. DBMODELING is a relational database, created to highlight the importance of molecular modeling methods applied in the Mycobacterium tuberculosis genome. The motivation of this work is the fact that M. tuberculosis is the cause of the deaths of milions of people in the world, thus the protein target structural characterization to propose new drugs became essential. There are currently in the database more than 260 protein models of the M. tuberculosis genome, and other genomes of interest will be added. This database contains a detailed description of reaction catalized, of gene and structural quality of each protein, and their atomic coordinates are available to download, can be accessed at http://www.biocristalografia.df.ibilce.unesp.br/tools.This work increase the conviction that comparative modeling is an useful tool in structural bioinfomatics, once that we have not access to the experimentally structures determinated, can be valuable in annotating genome sequence, contributing to the structural and functional genomics, and protein-ligand docking simulations. / Doutor

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Molecular, 2014. / Submitted by Bruna Cares (brunacares@gmail.com) on 2014-09-03T19:28:19Z No. of bitstreams: 1 2014_LilianSilveiraTravassosdoCarmo.pdf: 5759602 bytes, checksum: 2869ee49cd065fb61c7f9f9a0c1fea8b (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-09-17T12:46:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LilianSilveiraTravassosdoCarmo.pdf: 5759602 bytes, checksum: 2869ee49cd065fb61c7f9f9a0c1fea8b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-17T12:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LilianSilveiraTravassosdoCarmo.pdf: 5759602 bytes, checksum: 2869ee49cd065fb61c7f9f9a0c1fea8b (MD5) / O tomate é uma cultura de grande importância econômica em todo o mundo, mas é severamente afetada por vários geminivírus, como o begomovírus Tomato chrolotic mottle virus (ToCMoV) que causam perdas significativas na cultura. O objetivo desse estudofoi identificar proteínas diferencialmente expressas na interação ToCMoV-planta hospedeira. Primeiramente foi verificado o efeito do gene AC2 de ToCMoV na planta modelo Nicotiana benthamiana. A proteína AC2 é um fator de virulência que tem um papel crucial no sucesso da interação vírus-planta, atuando como ativador transcricional e em alguns begomovírus, como supressor de silenciamento de RNA. Entretanto, a função ou funções da proteína AC2 do begomovírus ToCMoV ainda não foram determinadas. Para esta etapa do trabalho, plantas de N. benthamiana foram inoculadas com Agrobacterium tumefaciens contendo o vetor viral Potato virus X (PVX) e com a construção PVX-AC2. Eletroforese bidimensional foi realizada e a análise por MALDI TOF-TOF revelou proteínas diferencialmente expressas envolvidas em estresse oxidativo, fotossíntese, defesa contra patógenos, entre outros. Na segunda etapa do trabalho, foi aplicada a metodologia 2D-nanoUPLC/HDMSE para a análise de folhas de tomateiro infectadas com o begomovírus ToCMoV. Foram analisados, pela primeira vez, os perfis proteômicos dos genótipos de tomateiro suscetível (Santa Clara) e resistente (LAM 157 contendo o locus de resistência tcm-1) inoculados com ToCMoV. Proteínas diferencialmente expressas em resposta ao ToCMoV foram identificadas. Os resultados obtidos neste estudo revelaram proteínas que podem estar associadas com a suscetibilidade ao ToCMoV, como a ubiquitina e a proteína de choque térmico 70 (HSP 70). Os efeitos causados pelo fator de patogenicidade AC2 do ToCMoV e pelo vírus íntegro foram semelhantes e resultaram no recrutamento de proteínas envolvidas nas vias de ubiquitinação, tradução e processamento proteíco. Por outro lado, as plantas hospedeiras também desencadearam resposta de defesa na XIV tentativa de combater o avanço viral aumentando a expressão de proteínas como, a histona H4. Os resultados obtidos neste estudo trazem importantes contribuições para a melhor compreensão das interações ToCMoV-planta hospedeira e poderão contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle da infecção por este begomovírus. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Tomato is a highly important crop cultivated worlwide, which is severely affected by begomoviruses such as Tomato chrolotic mottle virus (ToCMoV). The aim of the present study was to identify differentially expressed proteins in the ToCMoV-host plant interaction. The virulence factor AC2 is considered crucial for a successful virus-plant interaction and is known to act as a transcriptional activator and in some begomoviruses to function as an RNA silencing suppressor factor. However, the function or functions of the AC2 protein of the begomovírus ToCMoV are not yet determined. In the first part of this study, the model plant Nicotiana benthamiana was inoculated with Agrobacterium tumefaciens containing the viral vector Potato virus X (PVX) and with the PVX-AC2 construction. Bidimensional electrophoresis was performed and MALDI TOF-TOF analysis revealed differentially expressed proteins involved in oxidative stress, photosynthesis, host defence, among others. In the second part of this study, we have applied the 2D-nanoUPLC/HDMSE methodology to analyse tomato plants infected with the begomovirus ToCMoV. For the first time, the proteomic profiles of the susceptible tomato genotypes (Santa Clara) and resistant (LAM 157 containing the locus of resistance tcm-1) inoculated with ToCMoV were analyzed. Differentially expressed proteins in response to ToCMoV were identified. The results of this study revealed proteins that may be associated with the infectivity of ToCMoV, such as ubiquitin and heat shock 70 (HSP 70). The effects caused by the pathogenicity factor AC2 of ToCMoV and the intact virus were similar and resulted in the recruitment of proteins involved in ubiquitination pathways, translation and protein processing. Moreover, the host plant defense response was also triggered in an attempt to combat viral breakthrough increasing the expression of proteins such as histone H4. The results obtained provide important XVI contributions to the understanding of plant-ToCMoV interactions and may contribute to the development of strategies to control this infection caused by begomoviruses.