ALMEIDA FILHO, Luiz Carlos Pereira. Sementes de Lonchocarpus sericeus (Poir) Kunth ex Dc como repositório de inibidores de proteases: purificação e seus efeitos sobre o ciclo de vida do mosquito Aedes aegypti. 2017. 93 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PGBioquímica (pg@bioquimica.ufc.br) on 2017-09-19T18:55:28Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_lcpalmeidafilho.pdf: 1954670 bytes, checksum: 5d3ac62feabd7a4aa5bff98f664a83af (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-09-20T18:20:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_lcpalmeidafilho.pdf: 1954670 bytes, checksum: 5d3ac62feabd7a4aa5bff98f664a83af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T18:20:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_lcpalmeidafilho.pdf: 1954670 bytes, checksum: 5d3ac62feabd7a4aa5bff98f664a83af (MD5) Previous issue date: 2017 / Arboviroses such as chikungunya, dengue and zika represent a serious issue in public health due to the absence of an approved vaccine or specific antiviral drugs for its prevention and treatment. One of the ways to avoid the occurrence of these diseases is by combating the mosquito vector, Aedes aegypti. This insect belongs to Diptera order, which commonly has digestive enzymes similar to trypsin and chymotrypsin. Protease inhibitors are molecules that can block enzymatic activity leading to an impairment of digestion and nutrition. Together, these factors can lead the insects to death. In this context, we purified a new protease inhibitor from seeds of an underexploited plant, Lonchocarpus sericeus. This inhibitor was subjected to a biochemical characterization, evaluated for the inbitory activity upon the digestive proteases from Aedes aegypti larvae and its insecticidal effect upon egg hatchability and larvae development. The purified inhibitor (LsCTI) showed a single protein band on SDS-PAGE, the molecular mass determined by MALDI-TOF-MS was 8,870.45 Da. LsCTI was able to inhibit more than one serine protease. Kinetics analyzes revealed the type of noncompetitive inhibition and a low Ki for chymotrypsin (8.24 x 10-8 M). The stability of the inhibitory activity was remarkable for the thermal resistance, LsCTI supported heating at 100 ° C for 180 min without losing its activity. The IC50 value of LsCTI was 4.7 x 10-7 M. for Ae. aegypti midgut enzymes. LsCTI did not affect egg hatchability when tested at 0.3 mg.mL-1, but caused a high larval mortality rate (77%) and developmental delay (37%). Thus, LsCTI is a novel protease inhibitor with remarkable biochemical characteristics and a novel potential tool to control the Ae. Aegypti development. / Arboviroses como a chikungunya, dengue e zika representam um problema sério em saúde pública devido à ausência de uma vacina aprovada ou medicamentos antivirais específicos para sua prevenção e tratamento. Uma das maneiras de evitar a ocorrência dessas doenças é através do combate ao mosquito vetorial, Aedes aegypti. Este inseto pertence à ordem Diptera que comumente possui enzimas digestivas similares à tripsina e quimotripsina. Os inibidores de protease são moléculas que podem promover o bloqueio da atividade enzimática prejudicando a digestão e a nutrição. Juntos, esses fatores podem levar à morte de insetos. Neste contexto, purificamos um inibidor de protease de sementes de uma planta sub-explorada, Lonchocarpus sericeus. Este inibidor foi submetido a caracterização bioquímica e avaliado quanto a atividade inibitória sobre as proteases digestivas do intestino médio das larvas Ae. aegypti e seu efeito inseticida sobre a eclodibilidade de ovos, desenvolvimento desse mosquito. O inibidor purificado (LsCTI) mostrou uma única banda de proteína em SDS-PAGE, a massa molecular determinada por MALDI-TOF-MS foi de 8.870,45 Da. LsCTI foi capaz de inibir mais de uma protease serínica. As análises cinéticas revelaram o tipo de inibição não competitivo e o Ki baixo para a quimotripsina (8,24 x 10-8 M). A resistência térmica do inibidor foi notável, suportando aquecimento a 100 °C durante 180 min, sem perda de atividade. O valor da CI50 de LsCTI para as enzimas do intestino médio das larvas de Ae. aegypti foi 4,7 x 10-7 M. O LsCTI não afetou a eclodibilidade dos ovos quando testado a 0,3 mg.mL-1, mas causou alta taxa de mortalidade larval (77%) e atraso no desenvolvimento (37%). Assim o LsCTI é um novo inibidor de protease com características bioquímicas notáveis e uma nova ferramenta potencial para controlar o desenvolvimento do mosquito Ae. aegypti.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os camarões Farfantepenaeus subtilis e Farfantepenaeus paulensis são espécies nativas e aparecem como uma alternativa ao cultivo do Litopenaeus vannamei, que hoje corresponde a mais de 90% do cultivo de camarões marinhos da região nordeste. Proteases do hepatopâncreas de F. subtilis jovens e adultos e F. paulensis jovens foram estudadas quanto aos seguintes aspectos: inibição enzimática, pH e temperatura ótima, estabilidade térmica, eletroforese e zimogramas. No extrato bruto de F. subtilis, não houve diferenças significativas nas atividades proteolíticas em ambas as fases de vida utilizando azocaseína, leucina pnitroanilida (Leu-p-Nan) e substratos b-naftilamida (p³0,05). No entanto, as atividades tríptica (Benzoil arginina p-nitroanilida-BApNA) e quimotríptica (Succinil alanina alanina prolina fenilalanina p-nitroanilida-SAPNA) foram mais elevadas em jovens do que em adultos (p<0,05). Atividades de tripsina e quimotripsina também foram detectadas em F. paulensis. Tosil lisina clorometil cetona (TLCK) e benzamidina inibiram fortemente as atividades proteolíticas nos extratos de F. subtilis e F. paulensis. Tosil fenilalanina clorometil cetona (TPCK) foi capaz de inibir 59,34% da atividade de quimotripsina em F. paulensis utilizando SAPNA como substrato. A temperatura ótima para tripsina-símile e quimotripsina-símile em ambas as fases de vida foi 55°C, enquanto que para aminopeptidases houve uma diferença entre jovens (55°C) e adultos (45°C). Tripsina-símile reteve aproximadamente 15% de sua atividade inicial quando incubada a 55°C por 30 minutos, enquanto quimotripsina-símile e leucina aminopeptidase-símile retiveram 60% e 45% de atividade respectivamente. No extrato bruto de F. paulensis a tripsina-símile apresentou atividade máxima em pH 8,0 e temperatura ótima de 40°C. A atividade mais elevada de quimotripsina-símile foi detectada numa faixa de pH alcalino (7,2-9,0) e na temperatura de 55°C. O zimograma de estabilidade térmica apresentou um padrão similar de bandas com atividade proteolítica em F. subtilis jovens e adultos, exceto que o extrato de camarões juvenis apresentou uma banda termoestável a 65°C. PMSF inibiu todas as bandas proteolíticas. Duas isoformas de quimotripsina (31,6 e 36,4 kDa) foram estáveis a 85°C em F. paulensis. A caracterização de enzimas digestivas de camarões nativos pode gerar informações importantes para o entendimento da fisiologia e da capacidade digestiva destes organismos, principalmente pelo fato dessas enzimas estarem diretamente ligadas ao aproveitamento de aminoácidos dietários, sendo estes importantes fontes de monômeros para a síntese de proteínas funcionais que serão responsáveis por uma série de eventos fisiológicos como: crescimento, reprodução, defesa imunológica, entre outros

Orientador: Thales Rocha de Mattos Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_PedroPaulo_D.pdf: 3230448 bytes, checksum: 10fc583371ba484a1db78c5f64683737 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi verificar a influência da tripsina, quimiotripsina e paracetamol em tecido de granulação induzido pelo implante de esponja de PVC, subcutâneamente, na região dorsal traseira, de ratos. Os animais foram divididos em dois Grupos: Controle e Tratados, onde tiveram seus tecidos de granulação retirados aos 5, 10, 14, 21 e 28 dias após implante da esponja de PVC. Os referidos tecidos foram então encaminhados para confecção de lâminas histopatológicas para coloração com Hematoxilina-Eosina, para estudo morfológico e evolutivo e reação metacromática com Azul de Toluidina pH 4,0, para estudo histofotométrico da síntese de mucopolissacarídeos ácidos (glicosaminoglicanas). Os animais do grupo Tratado, foram por sua vez divididos em três grupos: Grupo Parenzyme 'MARCA REGISTRADA¿, Grupo Parenzyrme Analgésico 'MARCA REGISTRADA¿ e Grupo Eraldor 'MARCA REGISTRADA¿. Os três grupos de animais tratados, receberam peIa via intraperitoneal as respectivas drogas em estudo. A administração das drogas ocorreu nos três últimos dias dos períodos pré-determinados de desenvolvimento do tecido de granulação, a cada 8 horas. Os resultados obtidos, dentro de nossas condições experimentais, mostraram que o Parenzyrme 'MARCA REGISTRADA¿ , o Parenzyme Analgésico 'MARCA REGISTRADA¿ e o Eraldor 'MARCA REGISTRADA¿, interferiram na síntese de mucopolissacarídeos ácidos (glicosaminoglicanas) e colágeno, promovendo inibição do desenvolvimento e da maturação do tecido de granulação notadamente no 10º dia após o implante das esponjas de PVC / Abstract: Not informed. / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Ciências

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-02T21:40:20Z No. of bitstreams: 1 RaphaelPaschoalSerquiz_DISSERT.pdf: 1610214 bytes, checksum: 8f23b4e10ee21479e603090f006e88c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-09T12:09:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RaphaelPaschoalSerquiz_DISSERT.pdf: 1610214 bytes, checksum: 8f23b4e10ee21479e603090f006e88c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T12:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelPaschoalSerquiz_DISSERT.pdf: 1610214 bytes, checksum: 8f23b4e10ee21479e603090f006e88c4 (MD5) Previous issue date: 2017-10-25 / A hemostasia é o evento pelo qual os mamíferos bloqueiam a perda de volemias sanguíneas e promovem o reparo de lesões, e falhas por excessos contribuem para a propagação de fatores inflamatórios e trombóticos. As consequências da aterosclerose são exemplos de agravos desse tipo e a heparina (Hep) é um fármaco de escolha para esses tratamentos. Pacientes com carência de antitrombina têm resistência aos efeitos anticoagulantes da Hep, então pesquisas por novas moléculas homeostáticas que contribuam com os tratamentos clínicos são necessárias. Inibidores de proteinases vegetais têm sido eficazes em controlar processos biológicos, como coagulação e inflamação. O presente trabalho objetivou isolar um inibidor de tripsina da semente de Juquiri (JTI) verificando sua atividade contra serinoproteinases, e avaliar seus potenciais anticoagulante e anti-inflamatório. O inibidor foi isolado por cromatografia de afinidade e troca-iônica, apresentando duas principais bandas proteicas de 11,9 e 19,2 kDa estimadas por SDS-PAGE, e foi capaz de inibir tripsina e quimotripsina. Na coagulação, o JTI prolongou o tempo de tromboplastina parcial (APTT) em concentrações superiores à 2 µg/100 µL de plasma, sem prolongar o tempo de protrombina (PT). Associado à Hep, o JTI foi capaz de intensificar o efeito anticoagulante do fármaco em ambos os testes. Sem apresentar toxicidade contra eritrócitos humanos o JTI reduziu 40% das concentrações de elastase liberada por neutrófilos induzidos por PAF (fator ativador de plaquetas). O JTI em concentrações entre 20-80 µg/mL estimulou a produção de TNF por macrófagos RAW 264.7 em cultura sem provocar outros estímulos inflamatórios. Macrófagos ativados por LPS tiveram redução nas concentrações de NO, IL-6 e TNF quando tratados com JTI em concentrações entre 20-160 µg/mL. Estes dados apontam o JTI como promissor no tratamento de doenças trombóticas e inflamatórias, tendo sido eficaz como adjuvante da heparina e em promover a redução de estímulos inflamatórios de neutrófilos por vias provavelmente dependentes de MAPK, e em macrófagos por vias do fator de transcrição NF-κB. / Hemostasis is the event that mammals use to block the loss of blood and promote injury repair, and failure by overeating contributes to the spread of inflammatory and thrombotic factors. Atherosclerosis is an example of such diseases, and heparin (Hep) is a treatment drug. Patients with antithrombin deficiency have resistance to the anticoagulant effects of Hep, so researches for novel homeostatic molecules that contribute to clinical treatments are necessary. Plant protease inhibitors have been effective in controlling biological processes, such as coagulation and inflammation. The present work aimed isolate a trypsin inhibitor from the Juquiri (JTI) seed and evaluate its activity against serine proteases, and its anticoagulant and antiinflammatory potentials. JTI was isolated by affinity and ion exchange chromatography, presenting two major protein bands of 11.9 and 19.2 kDa on SDSPAGE, and was able to inhibit trypsin and chymotrypsin. In coagulation, JTI prolonged partial thromboplastin time (APTT) at concentrations greater than 2 μg/100 μL plasma, without prolonging prothrombin time (PT). Associated with Hep, JTI was able to enhance the anticoagulant effect of the drug in both tests. Without toxicity to human erythrocytes, JTI reduced 40% of elastase concentrations released by neutrophils induced by platelet activating factor (PAF). JTI at concentrations between 20-80 μg/mL stimulated TNF production by macrophages (RAW 264.7) in culture without provoking other inflammatory stimuli. LPS-activated macrophages had a reduction in NO, IL-6 and TNF productions when treated with JTI at 20-160 μg/mL concentrations. These data point to JTI as promising in the treatment of thrombotic and inflammatory diseases and have been effective as heparin adjuvant and to promote the reduction of neutrophil inflammatory stimuli likely by MAPK-dependent pathways and in macrophages by NF-κB transcription factor pathways.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:55:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9639_1.pdf: 2959564 bytes, checksum: c8360ee63b22e54ee20baf9b0c416dc9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Peptidases dos cecos pilóricos de bijupirás selvagens e cultivados (Rachycentron canadum) foram caracterizados utilizando substratos específicos de tripsina e quimotripsina, inibidores e íons metálicos. Além disso, o perfil protéico foi determinado empregando SDS-PAGE e zimogramas. Para tanto pH ótimo e temperatura dos bijupirás selvagens e cultivados foi 7,0-10,0 e 40-60 ° C para a tripsina, como 7,0-9,5 e 40-55 ° C para quimotripsina. A tripsina e quimotripsina foram estáveis por 30 min a 50 ° C. O perfil eletroforetíco e zimograma foram similares para bijupirás selvagens e cultivados com faixas que variam de 195 kDa a 6 kDa. A atividade da enzima (BApNA como substrato) foi fortemente inibida por benzamidina e TLCK, sintéticos inibidores de tripsina, onde, como, a atividade de quimotripsina (SApNA como substrato) foi ligeiramente inibido por um inibidor de quimotripsina específico (TPCK). O uso de substratos e inibidores específicos sugerem a presença de tripsina e quimotripsina no cecos pilóricos de ambos animais selvagens e cultivados (Rachycentron canadum). Além disso, observou-se que os zimogramas dos animais selvagens e cultivados foram semelhantes, sugerindo que peptidases digestiva não foram influenciadas pela dieta artificial empregada e nem pela gestão de cultivo

Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AparecidaSoniade_M.pdf: 22255615 bytes, checksum: b4f416e6c5d3d387d2cf067d397f7f13 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: o presente trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de isolados protéicos de soja (IPSs) sujeitos a diferentes tratamentos térmicos quando submetidos à hidrólise, com uso da enzima a-quimotripsina e comparar os peptídeos obtidos desta hidrólise. Para tanto, produziu-se IPS a partir da farinha desengordurada de soja (FDS). Este isolado, denominado de IPS nativo (IPSn) foi então submetido à temperaturas de 70, 80 e 90°C por 10 minutos, com objetivo de obter isolados com diferentes graus de desnaturação. Determinou-se a composição centesimal da FDS e IPSn. Para os isolados protéicos de soja nativo (IPSn) e tratados termicamente (IPSsTT) determinou-se o teor de fitato, atividade dos inibidores de tripsina (IT) e o índice de dispersibilidade de proteína (IDP). O perfil das proteínas foi analisado por eletroforese em gel de poliacrilamida na presença de dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) e por cromatografia líquida de exclusão molecular de alta eficiência (SE-HPLC) e o grau de desnaturação, por calorimetria diferencial de varredura (DSC). A reação de hidrólise foi monitorada pelo método pH-stat e foi interrompida ao atingir 4,5% de grau de hidrólise (GH). Os hidrolisados obtidos foram analisados por eletroforese em SDS-P AGE e por SE-HPLC. O tratamento térmico não influenciou no conteúdo de fitato dos IPSsTT, mas a atividade do inibidor de tripsina e o IDP diminuíram significativamente. A análise DSC mostrou mudanças conformacionais nas proteínas das frações 7S e 11S. O comportamento eletroforético não apresentou diferenças entre o IPS nativo e os tratados termicamente ...Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: The objective of this research was to study the behaviour of heat treated soy protein isolates (SPIs) when submitted to enzymatic hydrolysis with achymotrypsin and to analyse the products of hydrolysis. Native soy protein isolate (SPIn) was produced from defatted soy flour (DSF). The SPIn was then submitted to temperatures of 70, 80 and 90°C for 10 minutes, aiming at obtaining isolates with different degrees of denaturation. The proximate compositions of the DSF and the SPIn were determined. For SPIn and the heat treated soy protein isolates (HTSPIs), the phytate content, trypsin inhibitor activity (TI) and dispersibility index (DPI) were determined. The protein profile was analysed by gel electrophoresis in polyacrylamide gel, in the presence of sodium dodecyl sulphate (SDS-PAGE) and by size exclusion high performance liquid chromatography (SE-HPLC), and the degree of denaturation by differential scanning calorimetry (DSC). The heat treatment had no effect on the phytate content of the (HISPIs), but the trypsin inhibitor activity and DPI significantly decreased ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. / Mestrado / Nutrição Aplicada a Tecnologia de Alimentos / Mestre em Ciência da Nutrição

Tripsinas e quimotripsinas são classes de serina peptidases amplamente estudadas e fortemente responsáveis pela digestão proteica, pela clivagem de ligações peptídicas no lado carboxila de L-aminoácidos de cadeia lateral básica e hidrofóbica, respectivamente. Três processos regulam finamente a ação dessas peptidases: secreção, ativação do precursor (zimogênio) e o sítio de reconhecimento do substrato. No presente trabalho é apresentada uma análise filogenética detalhada das tripsinas e quimotripsinas de três ordens de insetos holometábolos, revelando características divergentes nas enzimas de Lepidóptera em relação a Coleóptera e Díptera. Em particular, o sub-sítio S1 das tripsinas foi observado como mais hidrofílico em Lepidóptera do que em Coleóptera e Díptera, enquanto os sub-sítios S2-S4 parecem mais hidrofóbicos, sugerindo diferente preferências pelo substrato. Além disso, Lepidóptera mostrou um grupo de tripsinas bastante específico a um grupo taxonômico, compreendendo somente proteínas de espécies da família Noctuidae. Evidências de eventos de auto-ativação facilitada foram também observadas em todas as ordens de insetos estudadas, com as características do motivo de ativação do zimogênio complementárias ao sítio ativo das tripsinas. Em contraste, as quimotripsinas de insetos não parecem ter uma história evolutiva peculiar com respeito a, por exemplo, seus homólogos em mamíferos. Em geral, os presentes resultados sugerem que a necessidade de uma rápida taxa de autoativação fez os insetos holometábolos selecionarem grupos especializados de tripsinas com altas taxas de auto-ativação e também destacam que a evolução das tripsinas culminou em um grupo especializado de enzimas em Lepidóptera. / Trypsins and chymotrypsins are well-studied classes of serine peptidases largely responsible for the digestion of proteins by cleavage of the peptide bond at the carboxyl side of basic and hydrophobic L-amino acids, respectively. Three processes mainly regulate the action of these peptidases: secretion, precursor (zymogen) activation and substrate-binding site recognition. In the present work is presented a detailed phylogenetic analysis of trypsins and chymotrypsins in three orders of holometabolous insects revealing divergent characteristics in the Lepidoptera enzymes in relation to Coleoptera and Diptera. In particular, trypsin subsite S1 was observed to be more hydrophilic in Lepidoptera than in Coleoptera and Diptera, whereas subsites S2-S4 appeared more hydrophobic, suggesting different substrate preferences. Furthermore, Lepidoptera displayed a very specific taxonomic trypsin group, only encompassing proteins from the Noctuidae family. Evidences for facilitated trypsin auto-activation events were also observed in all the insect orders at hand, with the characteristic zymogen activation motif complementary to the trypsin active site. In contrast, insect chymotrypsins did not seem to have a peculiar evolutionary history with respect to e.g. their mammal counterparts. Overall, the present findings suggest that the need for fast digestion made holometabolous insects evolve specialized groups of trypsins with high autoactivation rates and highlight that the evolution of trypsins culminated in a specialized group of enzymes in Lepidoptera.

Serina endopeptidases de insetos, principalmente tripsinas e quimotripsinas, estão envolvidas na digestão inicial de proteínas. Genes codificadores para estas enzimas estão organizados em famílias multigênicas tendo expressão diferencial de acordo com a dieta do inseto, estando envolvidos no desenvolvimento de resistência a diferentes metabólitos secundários vegetais. Para uma melhor compreensão desta interação, fez-se necessário o isolamento destas enzimas para insetos de diferentes ordens, bem como a caracterização de suas especificidades por duas abordagens: (a) caracterização cinética dos subsítios componentes do sítio de ligação de tripsinas e quimotripsinas, utilizando diferentes substratos, modificadores químicos e inibidores e (b) estudos estruturais por modelagem molecular, clonagem, expressão e cristalização destas enzimas de insetos. Além disso, estudos evolutivos por análise de distância possibilitaram uma caracterização inicial da interação insetoplanta. Estas determinações permitiram verificar que tripsinas de insetos apresentam diferenças de especificidade tanto dentre as diferentes ordens de insetos quanto em relação às tripsinas de vertebrados, sendo que as tripsinas da ordem Lepidóptera apresentam troca de especificidade primária hidrolisando preferencialmente substratos P1 Lys. Foram também observadas diferenças de hidrofobicidade para os subsítios caracterizados sendo que estes apresentam hidrofobicidades crescentes segundo o grau de complexidade dos insetos na sua escala evolutiva. A troca de especificidade e o aumento da hidrofobicidade podem permitir a hidrólise dos inibidores vegetais protéicos. A análise das sequências de tripsinas de insetos por Neighbor Joining (NJ) compõe uma árvore de distâncias topologicamente semelhante à árvore de relações filogenéticas determinadas por morfologia. A sobreposição de estruturas pré -determinadas de tripsina complexada a diferentes inibidores permite a identificação de posições de interação enzima-inibidor que justificam a classificação em grupos distintos de enzimas sensíveis ou resistentes a presença de inibidores na dieta de insetos. Da mesma forma: a caracterização da especificidade das quimotripsinas de insetos permitiu a separação de grupos distintos de quimotripsinas. Estes grupos são sustentados pela substituição do resíduo 59 em insetos polífagos que alimentam-se de plantas que contêm cetonas naturais reativas. Estas caracterizações demonstram a importância de um estudo detalhado da especificidade de serina endopeptidases possibilitando o desenho de moléculas apropriadas para inibição destas e desenvolvimento de estratégias de controle de insetos. / Insect serine endopeptidases, mairily trypsin and chymotrypsin are involved in initial protein digestion. Genes that encode these proteins are members of complex multigene families and are differentially expressed according to insects diet , thus being involved with resistance to plant metabolites. Purification of trypsins from different insect orders and chymotrypsins, as well as, characterization of their specificity are essential to a better understanding of this interaction. Characterization relied on two approaches: (a) kinetic characterization of the binding subsities of trypsins and chymotrypsins using different substrates, chemical modification and inhibition assays and (b) study of protein structure by molecular modelling and cloning, expression and crystallization of these enzymes. Besides that, evolutionary studies performed through distance analysis, permitted the investigation of plantinsect interaction. These characterizations showed that insect trypsins, in terms of specificity, are quite different from vertebrate trypsins and among insect orders. Lepidopterans trypsins have a distinct primary specificity, since they hydrolyses preferentially P1 Lys substrates, and present a crescent subsite hydrophobicity, which is directly correlated with the evolutionary scale. Both, the specificity exchange and the crescent hydrophobicity can allow the hydrolysis of vegetal proteic inhibitors. The analysis of trypsin sequences in Neighbor-Joining (NJ) algorithm yield a distance tree that is coherent with morphological phylogenetic relationships. The superposition of predicted structures of trypsins-inhibitors complexes permits to observe amino acid residues of interaction between enzyme-inhibitor, which support the distinction of different groups between sensitive and insensitive trypsins to the presence of inhibitors on insect diet. Similarly, characterization of insect chymotrypsins according to their specificity allowed us to classify these enzymes into different groups. These groups are supported by residue 59 replacements in polyphagous insects, which feed on plants bearing natural reactive ketones. These studies show the irnportance of a detailed study of serine endopeptidases, which may help in the development of better insect control strategies.

Tripsinas e quimotripsinas, enzimas pertencentes à classe das serina proteinases, são as principais enzimas proteolíticas digestivas presentes no intestino médio de insetos de diversas ordens. Entretanto, enzimas de diferentes insetos possuem propriedades cinéticas distintas, sendo os motivos dessas diferenças especulados. Precipitações por sulfato de amônio das tripsinas de Tenebrio molitor, Diatraea saccharalis e Spodoptera frugiperda mostram que insetos Lepidópteros possuem serina proteinases mais hidrofóbicas, que foi confirmado através de cromatografias de interação hidrofóbica e da análise de acesso do solvente às superfícies protéicas em modelagens tridimensionais de seqüências. Tal fato está relacionado à formação de oligômeros e resistência a defesas de plantas. Inativações por TPCK mostram que quimotripsinas digestivas de S. frugiperda, inseto polífago, reagem duas ordens de grandeza mais lentamente e possui um deslocamento do pH ótimo de modificação em mais de uma unidade quando comparada com dos outros dois organismos, fato relacionado à resistência a cetonas presentes em diversas plantas. A tripsina digestiva de Periplaneta americana foi purificada e microsseqüenciada, resultando na seqüência VSPAFSYGTG e associada a um alérgeno (denominado PaTry), expresso nos cecos e na região anterior do ventrículo. O anticorpo anti-tripsina de M. domestica reconheceu apenas uma banda no intestino de P. americana e foi utilizado para imunocitolocalizar tripsinas nos tecidos epiteliais, demonstrando que esta é secretada por exocitose nos cecos e na região anterior do ventrículo, como esperado. Por último, a atividade majoritária de quimotripsina se localiza surpreendentemente na região posterior do ventrículo de M. domestica. Apesar disso, apenas 28% dessa atividade é perdida através das fezes, pois 31% da atividade enzimática se encontra firmemente aderida à membrana, e 41% na fração celular solúvel (associada ao glicocálice), sendo a atividade solúvel luminal correspondente a apenas 12%, indicando a existência de pelo menos duas espécies moleculares distintas, uma solúvel e uma aderida à membrana, comprovado inativações térmicas das duas atividades (solúvel e aderida à membrana) na presença e na ausência de Triton X-100, sendo que a atividade aderida à membrana apresentou uma maior meia vida com uma cinética de primeira ordem nos dois casos. Ensaio em gel demonstrou que o homogeneizado possui apenas uma banda de atividade quimotríptica de 30 kDa. A atividade solúvel majoritária foi purificada até a homogeneidade, apresentando uma banda de 30 kDa em SDS-PAGE, pH ótimo de 7,4 e é 90% inativada por TPCK 0,1 mM em pH 8,5 em 15 min. Ela prefere substratos contendo Phe em P1, apesar clivar substratos contendo Tyr e Leu. Uma seqüência contígua similar a quimotripsina foi obtida a partir de uma biblioteca de cDNA de intestino médio de M. domestica, formada por 71 ESTs (de 826 seqüências obtidas ao acaso), indicando que esta deve corresponder à atividade majoritária. Essa seqüência, denominada MdChy1, prediz uma proteína madura de 28.639,2 Da e foi clonada e expressa de maneira recombinante em E. coli BL21 (DE-3) Star, sendo utilizada para produção de anticorpos policlonais em coelhos, que reconheceram uma banda de 30 kDa no ventrículo anterior e posterior, mas não no médio. Esses anticorpos foram utilizados para imunomarcações e reconheceram proteínas no lúmem, nas microvilosidades e em pequenas vesículas do epitélio, demonstrando que a quimotripsina é secretada ao lúmem por exocitose e indicando que o MdChy1 corresponde à atividade majoritária de quimotripsina. Análises de expressão em M. domestica indicam a existência de dois conjuntos de serina proteinases digestivas, um expresso na região anterior e um segundo na região posterior do ventrículo. O MdChy1 é expresso na região posterior, local em que se encontra a atividade majoritária de quimotripsina. Uma reconstrução filogenética dos genes similares a quimotripsinas de Drosophila melanogaster e de M. domestica demonstram que a MdChy1 se agrupa com genes expressos no intestino médio, portanto, com função digestiva. / Trypsins and chymotrypsins, serine proteinases enzymes, are the major proteolytic activities present in the midgut of insects. However, enzymes obtained from different insects present different kinetic properties, and the reason for the differences are speculated. Trypsin precipitation of Tenebrio molitor, Diatraea saccharalis and Spodoptera frugiperda with ammonium sulfate showed that Lepidopteran insects possess serine proteinases with a higher superficial hydrophobicity than insects belonging to other orders, which may be associated to oligomerization of enzymes and resistance to inhibitors present in the food. This was confirmed by hydrophobic interaction chromatography and analysis of solvent access to serine proteinases surface. Moreover, inactivations of chymotrypsins by TPCK showed that S. frugiperda chymotrypsins react one order slower and has an optimum pH of modification more than 1 unit higher than chymotrypsins of D. saccharalis and T. molitor, which was related with the resistance of the enzyme to the presence of plant ketones, since S. frugiperda is a polyphagous organism. The digestive trypsin from Periplaneta americana midgut was purified microssequenced, resulting in the sequence VSPAFSYGTG, coincident to the MPA3 allergen (named PaTry), which is expressed in the caeca and anterior ventriculus. Western blot using M. domestica trypsin antisera recognized a single band, and immunohistochemical assays using this antisera showed that the P. americana trypsin is secreted by exocitosys in caeca and anterior ventriculus, which is coincident to the expression data. Although the major M. domestica chymotrypsin activity is present in the posterior ventriculus, only 28% of the activity is lost in feces, because 31% of activity is membrane-bound, and 41% is in the cellular soluble fraction (glycocalix-associated), and only 12% of total activity is soluble in the lumen, indicating the existence of at least two molecular species of chymotrypsins. Thermal inactivations of both activities (soluble and membrane-bound) showed that they may represent two different molecular enzymes, since the membrane-bound activity has a higher half-life than the soluble both in the presence and in the absence of Triton X-100. Both activities presented a linear first-order inactivation kinetic. In gel assays showed the presence of only one activity band in the midgut of 30 kDa. The major soluble activity was purified through one affinitychromatography, and active fractions presented a single 30 kDa band, a optimum pH of 7.4 and was 90% modified by TPCK 0.1 mM at pH 8.5 during 15 min. This enzyme preferentially cleaves substrates containing Phe residues in P1, although it cleaves substrates containing Tyr and Leu. A contig of a chymotrypsin-like sequence was randomly obtained from a cDNA library of M. domestica midguts from 71 ESTs (a total of 826 sequences), indicating that this sequence corresponds to the major activity present in the lumen. This sequence, named MdChy1, predicted a protein with 28639.2 Da which was cloned, recombinantly expressed in E. coli BL21 (DE-3) Star, this recombinant MdChy1 was used to raise polyclonal antibodies in rabbit. A western blot using this antisera recognised a single band in the anterior and posterior ventriculus, but not in the middle. Imunno-gold labeling of epithelium marked proteins in the lumen, at the microvilli and inside small vesicles, demonstrating that chymotrypsin is secreted through exocytosis in M. domestica and reinforcing that MdChy1 corresponds to the major chymotryptic activity found in the midgut. A semi-quantitative RT-PCR of M. domestica serine proteinase-like genes demonstrated that there are two set of genes, one expressed in the anterior and another in the posterior ventriculus, as visualized in western blot. MdChy1 is expressed in the posterior ventriculus, where the major chymotryptic activity is found. A phylogenetic reconstruction of Drosophila melanogaster chymotrypsin-like sequences and M. domestica chymotrypsins showed that MdChy1 branched with sequences expressed in midgut, thus coding proteins involved in digestion.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to evaluate the relationship between the digestive enzyme activity and the centesimal composition of the contents of the gastrointestinal tract and food habits of four teleost two food habits in summer and winter. Two omnivorous species Pimelodus maculatus and R. quelen and two detritivorous species Hypostomus commersoni and Loricariichthys anus were chosen. Fish were collected with the aid of the trawl during March and July 2013 in São Gonçalo channel, Pelotas - RS. The digestive tract was divided into stomach, anterior and posterior intestine. Stomach was assayed the activity of pepsin and the two portions of the intestine were assayed the activities of trypsin, chymotrypsin and lipase. The protein and lipid content of the contents of each portion of the digestive tract was determined. Digestive enzyme activity is not related to the feeding habits and the centesimal composition of the contents of the gastrointestinal tract. Detritivorous species showed higher activity of alkaline proteases, which may be an adaptation to better utilize the low protein content found in the gastrointestinal tract of these species. / O objetivo desse estudo foi avaliar a relação entre a atividade enzimática digestiva e a composição centesimal do conteúdo do trato gastrintestinal e hábitos alimentares de quatro teleósteos de dois hábitos alimentares no verão e no inverno. Foram escolhidas duas espécies onívoras Rhamdia quelen e Pimelodus maculatus e duas espécies detritívoras Hypostomus commersoni e Loricariichthys anus. Os peixes foram coletados com o auxílio de rede de arrasto nos meses de março e julho de 2013, no canal São Gonçalo, Pelotas RS. O trato digestório foi dividido em estômago, intestino anterior e posterior. No estômago foi ensaiada a atividade da pepsina e nas duas porções do intestino foram ensaiadas as atividades da tripsina, quimotripsina e lipase. Foi determinado o teor proteico e lipídico do conteúdo de cada porção do trato digestório. A atividade enzimática digestiva não está relacionada com o hábito alimentar e a composição centesimal do conteúdo do trato gastrintestinal. Espécies detritívoras apresentaram maior atividade das proteases alcalinas, o que pode ser uma adaptação para utilizar melhor o baixo teor proteico encontrado no conteúdo gastrintestinal dessas espécies.