Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-06-23T16:23:53Z No. of bitstreams: 1 2017_SamuelCoelhoMandacaru.pdf: 9292757 bytes, checksum: 1a53ba8cc877a93480f8a2d77b63ff6d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-07-27T20:55:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SamuelCoelhoMandacaru.pdf: 9292757 bytes, checksum: 1a53ba8cc877a93480f8a2d77b63ff6d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T20:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SamuelCoelhoMandacaru.pdf: 9292757 bytes, checksum: 1a53ba8cc877a93480f8a2d77b63ff6d (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Geleia Real (GR) dispara o desenvolvimento de larvas de abelhas fêmeas até rainhas. Este efeito tem sido atribuído à presença de Major Royal Jelly Protein 1 (MRJP1) presente na geleia real. MRJP1 isolada de GR está intimamente associada a apisimina, um peptídeo helicoidal com 54 resíduos de aminoácidos que promove uma associação não covalente de MRJP1 em oligômeros de diferentes tamanhos. Não existem dados de alta resolução disponíveis para essas estruturas e até mesmo sua estequiometria ainda não é clara. Nesta tese, examinamos a relação MRJP1/apisimina usando um arsenal de técnicas biofísicas. Também, investigamos o comportamento de MRJP1/apisimina em amostras após remoção de seus carboidratos e de apisimina associada. Nossos dados de espectrometria de massas (MS) nativos demonstraram que os complexos existem predominantemente numa estequiometria de MRJP14/apisimina4. Blue native PAGE demonstrou a prevalência de estruturas tetraméricas e monoméricas. Microscopia de força atômica demonstrou a presença de populações que puderam ser agrupadas em dois grandes grupos. Troca do hidrogênio por deutério (HDX) seguida de análises por espectrometria de massas revelaram que MRJP1, nesses complexos, é desordenada na extensão dos resíduos 20-265. Estruturas secundárias (provavelmente folhas beta antiparalelas) estáveis são encontradas marginalmente ao redor dos resíduos 266-432. Estas são regiões fracamente estruturadas com conformações que variam entre estruturada e desestruturada, gerando uma distribuição isotópica bimodal (EX1). Nós propomos que os complexos nativos (tetrâmeros) têm uma estrutura quaternária formada por “dímero de dímero”, onde as cadeias de MRJP1 são ligadas por apisimina. Especificamente, nossos dados sugerem que apisimina age como um ligante que forma contatos hidrofóbicos envolvendo o segmento 316VLFFGLV322 de MRJP1. Esta proteína tem dois sítios de glicosilação localizados nos resíduos de aminoácidos 144 e 177. Por 2DE podemos ver 9 proteoformas de MRJP1, mesmo após a remoção dos carboidratos. Deglicosilação produz grandes agregados solúveis, enfatizando o papel dos glicanos como inibidores de agregação. Amostras com apisimina parcialmente removida formam complexos diméricos com estequiometria (MRJP12/apisimina1). As informações produzidas neste trabalho podem contribuir para uma melhor compreensão da relação estrutura/função de MRJP1, que possui papéis únicos na biologia da abelha. / Royal jelly (RJ) triggers the development of female honeybee larvae into queens. This effect has been attributed to the presence of major royal jelly protein 1 (MRJP1) in RJ. MRJP1 isolated from royal jelly is tightly associated with apisimin, a 54-residue -helical peptide that promotes the noncovalent assembly of MRJP1 into multimers. No high resolution structural data are available for these complexes, and their binding stoichiometry remains uncertain. We examined MRJP1/apisimin using a range of biophysical techniques. In addition, we investigated the behavior of deglycosylated samples, as well as samples with reduced apisimin content. Our mass spectrometry (MS) data demonstrated that the native complexes predominantly exist in a (MRJP14 apisimin4) stoichiometry. Blue native and showed the prevalence of tetrameric and monomeric structures in native conditions. Atomic force microscopy also showed two populations. Hydrogen/deuterium exchange (HDX) MS revealed that MRJP1 within these complexes is extensively disordered in the range of the residues 20-265. Marginally stable secondary structure (likely antiparallel -sheet) exists around residues 266-432. These weakly structured regions interchange with conformations that are extensively unfolded, giving rise to bimodal (EX1) isotope distributions. We propose that the native complexes have a “dimer of dimers” quaternary structure in which MRJP1 chains are bridged by apisimin. Specifically, our data suggest that apisimin acts as a linker that forms hydrophobic contacts involving the MRJP1 segment 316VLFFGLV322. MRJP1 has 2 glycosites located at amino acids 144 and 177. By using 2-DE, we observed 9 MRJP1 proteoforms, even after carbohydrate removal. Deglycosylation produces large soluble aggregates, highlighting the role of glycans as aggregation inhibitors. Samples with reduced apisimin content form dimeric complexes with a (MRJP12 apisimin1) stoichiometry. Therefore, the information uncovered in this work should help pave the way towards a better understanding of the structure/function relationship for MRJP1, which possesses unique roles in the honey bee biology.

A doença de Alzheimer (AD) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada pelo declínio progressivo da função cognitiva. Esta é a maior causa de demência, sendo que a grande maioria dos casos da AD é do tipo esporádica (SAD), a qual tem como principal fator de risco o envelhecimento. A injeção intracerebroventricular de estreptozotocina (icv-STZ) tem sido utilizada como modelo experimental da SAD em roedores e representa uma promissora ferramenta para análises etiopatogênicas e avaliação de novas propostas terapêuticas para a AD. O modelo icv-STZ mostra muitos aspectos das anormalidades da SAD, produzindo decréscimo no metabolismo cerebral de glicose e energia, prejuízo cognitivo, estresse oxidativo, astrogliose, perda neuronal e angiopatia amiloide. A geleia real (GR), substância produzida pelas abelhas operárias da espécie Apis mellifera, vem sendo popularmente utilizada há mais de 30 anos em áreas relacionadas à alimentação saudável e medicina natural. Pesquisas apontam que a GR possui uma série de atividades farmacológicas, incluindo ação neuroprotetora, antioxidante, anti-inflamatória e melhora da função cognitiva. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do tratamento oral prolongado com geleia real em ratos Wistar submetidos ao modelo icv-STZ sobre o aprendizado e memória, e na neuroproteção, esta avaliada pela neurogênese, neurodegeneração e estresse oxidativo. A injeção icv-STZ utilizada neste trabalho induziu efeitos deletérios no hipocampo de ratos, sendo estes representados por déficit cognitivo avaliado no labirinto aquático de Morris, e desenvolveu acentuada neurodegeneração, além da redução da neurogênese e aumento do estresse oxidativo. Por outro lado, a administração oral prolongada da GR foi capaz de induzir efeitos benéficos em animais lesionados pela injeção icv-STZ, ampliando o tempo de retenção da memória espacial operacional dos animais, reduzindo a neurodegeneração, aumentando a proliferação de novos neurônios e reduzindo o nível de estresse oxidativo na região do giro denteado do hipocampo. Assim, a Geleia Real mostrou efeitos benéficos em funções cognitivas e uma ação neuroprotetora no modelo experimental de AD esporádica / Alzheimer\'s disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by progressive decline in cognitive function. This is the major cause of dementia and the sporadic AD (SAD) represents the majority of cases which aging is the main risk factor. Intracerebroventricular injection of Streptozotocin (icv-STZ) has been used as an experimental model of SAD in rodents and represents a promising tool for etiopathogenic analysis and evaluation of new therapeutic proposals for AD. The icv-STZ model shows many aspects of SAD abnormalities, resulting in decreased brain glucose and energy metabolism, cognitive impairment, oxidative stress, astrogliosis, neuronal loss, and amyloid angiopathy. Royal jelly (RJ), a substance produced by worker honeybees of the Apis mellifera species, has been popularly used for more than 30 years in areas related to healthy eating and natural medicine. Researches indicate that RJ has a series of pharmacological activities, including neuroprotective, antioxidant, anti-inflammatory action and improvement of cognitive function. The objective of this study was to investigate the effects of long-term oral treatment with royal jelly in Wistar rats submitted to the icv-STZ on working memory version of the Morris\' water maze task and neuroprotection, evaluated by neurogenesis, neurodegeneration and oxidative stress. In this work, the icv-STZ injection induced deleterious effects in the hippocampus, which were represented by cognitive impairments, and developed marked neurodegeneration, besides the reduction of neurogenesis and increased oxidative stress. On the other hand, RJ long-term oral administration was able to induce beneficial effects in animals lesioned by icv-STZ injection, increasing the retention time on working spatial memory, reducing neurodegeneration and oxidative stress level and increasing the proliferation of new neurons in the hippocampus. Thus, Royal Jelly showed beneficial effects on cognitive functions and a neuroprotective action in the STZ experimental model of sporadic AD

A doença de Alzheimer (AD) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada pelo declínio progressivo da função cognitiva. Esta é a maior causa de demência, sendo que a grande maioria dos casos da AD é do tipo esporádica (SAD), a qual tem como principal fator de risco o envelhecimento. A injeção intracerebroventricular de estreptozotocina (icv-STZ) tem sido utilizada como modelo experimental da SAD em roedores e representa uma promissora ferramenta para análises etiopatogênicas e avaliação de novas propostas terapêuticas para a AD. O modelo icv-STZ mostra muitos aspectos das anormalidades da SAD, produzindo decréscimo no metabolismo cerebral de glicose e energia, prejuízo cognitivo, estresse oxidativo, astrogliose, perda neuronal e angiopatia amiloide. A geleia real (GR), substância produzida pelas abelhas operárias da espécie Apis mellifera, vem sendo popularmente utilizada há mais de 30 anos em áreas relacionadas à alimentação saudável e medicina natural. Pesquisas apontam que a GR possui uma série de atividades farmacológicas, incluindo ação neuroprotetora, antioxidante, anti-inflamatória e melhora da função cognitiva. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do tratamento oral prolongado com geleia real em ratos Wistar submetidos ao modelo icv-STZ sobre o aprendizado e memória, e na neuroproteção, esta avaliada pela neurogênese, neurodegeneração e estresse oxidativo. A injeção icv-STZ utilizada neste trabalho induziu efeitos deletérios no hipocampo de ratos, sendo estes representados por déficit cognitivo avaliado no labirinto aquático de Morris, e desenvolveu acentuada neurodegeneração, além da redução da neurogênese e aumento do estresse oxidativo. Por outro lado, a administração oral prolongada da GR foi capaz de induzir efeitos benéficos em animais lesionados pela injeção icv-STZ, ampliando o tempo de retenção da memória espacial operacional dos animais, reduzindo a neurodegeneração, aumentando a proliferação de novos neurônios e reduzindo o nível de estresse oxidativo na região do giro denteado do hipocampo. Assim, a Geleia Real mostrou efeitos benéficos em funções cognitivas e uma ação neuroprotetora no modelo experimental de AD esporádica / Alzheimer\'s disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by progressive decline in cognitive function. This is the major cause of dementia and the sporadic AD (SAD) represents the majority of cases which aging is the main risk factor. Intracerebroventricular injection of Streptozotocin (icv-STZ) has been used as an experimental model of SAD in rodents and represents a promising tool for etiopathogenic analysis and evaluation of new therapeutic proposals for AD. The icv-STZ model shows many aspects of SAD abnormalities, resulting in decreased brain glucose and energy metabolism, cognitive impairment, oxidative stress, astrogliosis, neuronal loss, and amyloid angiopathy. Royal jelly (RJ), a substance produced by worker honeybees of the Apis mellifera species, has been popularly used for more than 30 years in areas related to healthy eating and natural medicine. Researches indicate that RJ has a series of pharmacological activities, including neuroprotective, antioxidant, anti-inflammatory action and improvement of cognitive function. The objective of this study was to investigate the effects of long-term oral treatment with royal jelly in Wistar rats submitted to the icv-STZ on working memory version of the Morris\' water maze task and neuroprotection, evaluated by neurogenesis, neurodegeneration and oxidative stress. In this work, the icv-STZ injection induced deleterious effects in the hippocampus, which were represented by cognitive impairments, and developed marked neurodegeneration, besides the reduction of neurogenesis and increased oxidative stress. On the other hand, RJ long-term oral administration was able to induce beneficial effects in animals lesioned by icv-STZ injection, increasing the retention time on working spatial memory, reducing neurodegeneration and oxidative stress level and increasing the proliferation of new neurons in the hippocampus. Thus, Royal Jelly showed beneficial effects on cognitive functions and a neuroprotective action in the STZ experimental model of sporadic AD

Orientadores: Alba Regina Monteiro Souza Brito, Anderson Luiz Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manzo_LuisPauloBognoni_M.pdf: 4711838 bytes, checksum: 0267d7f30b132c874529cd6a03786252 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A retocolite Ulcerativa Inespecífica e a Doença de Chron são as principais doenças inflamatórias intestinais. Apesar dos crescentes esforços, não se sabe ainda suas causas. Os tratamentos ainda não são eficazes, as drogas atuais são eficazes na indução da remissão mas não determinam sua cura. Os efeitos colaterais são severos, o que acarreta em baixa adesão ao tratamento. Os produtos naturais tem sido fonte de compostos usados por todo o mundo em diferentes áreas da medicina e ciência. O tratamento oral com geléia real na dose de 100 mg/Kg mostrou-se capaz de aumentar os níveis de grupamentos sulfídrica (GSH) e também a atividade da enzima glutationa peroxidase (GSH-Px) em camundongos com colite induzida por TNBS. A expressão de COX-2 e NF-kB também foram diminuídos, tais resultados demonstram efeitos antioxidantes e antiinflamatórios da geléia real nesta dose neste modelo de colite experimental. O Tratamento intrarretal com a proteína MRJP3 (50 ?g/animal) foi capaz de diminuir os níveis de IL-1? no cólon dos camundongos Balb/c submetidos a colite induzida por DSS. Uma vez que os níveis de IL-6 e IL-10 não foram alterados pelo tratamento intrarretal com MRJP3 50 ?g/animal, podemos afirmar que a proteína não atua pela via da IL-10. Estes efeitos antioxidantes e anti-inflamatórios observados durante o desenvolvimento da colite induzida por TNBS e por DSS em camundongos, podem ser de significativa importância pois abrem portas e encorajam novas pesquisas com a geléia real e sua respectiva proteína MRJP3, motivando novos estudos acerca de outos agentes antioxidantes e outros mediadores anti-inflamatórios envolvidos nestes modelos de colite experimental / Abstract: Ulcerative Colitis and Chron's Disease are the two major forms of IBD. Despite all efforts, these complications of the GTI are still lacking an effective therapy for their cure. Side effects, high cost and low adhesion to treatment are among the negative aspects. Natural products have been a source of widely used compounds in distinct areas of medicine and research. Royal Jelly (RJ) 100 mg/Kg was capable of augmenting the levels of glutathione (GSH) and the activity of glutathione peroxidase (GSH-Px) in mice undergoing TNBS-induced colitis. Furthermore, COX-2 and NF-kB had their expression decreased by the oral administration of RJ 100 mg/Kg. Intra-rectal MRJP3 treatment (50 ?g/animal) was capable of decreasing the levels of IL-1? in mice undergoing DSS-induced colitis, whereas the levels of IL-10 and IL-6 were not altered by MRJP3 50 ?g instillation, what indicates that this decrease is not IL-10-induced. The antioxidant and anti-inflammatory effects observed during the development of DSS and TNBS-induced colitis in mice, may be of crucial importance, since they open and encourage new studies focused on this nourishing substance, especially in experimental models of colitis / Mestrado / Farmacologia / Mestre em Farmacologia

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The royal jelly (RJ), a secretion produced by the hipopharingeal and mandibular glands of the nurse honeybees, have a variety of pharmacological activities, aside of being necessary for the castes differentiation and the queen Apis mellifera longevity. To identify the N-glycoproteins of two samples of RJ provinient from distinct origin and conditions, we used the concanavalin A affinity chromatography (ConA) associated to the mass spectrometry. The investigated samples of RJ were the brazilian RJ (GRB), produced experimentally in local apiary, and the Chinese RJ (GRC), mattered from China and commercially available. The protein profile in SDS-PAGE 1D was characteristic for GRB and GRC. The N-glycoproteins fractions eluted from the ConA column had presented nine polypeptides for GRB and 12 for GRC, with relative molecular mass (Mr) varying between 130 and 15 kDa. It was observed that the immediately aftercollects freezing of the GRB did not inhibited the appearance of bands with Mr lesser than 49 kDa. A total of 21 bands was excised from gel and digested with tripisin for analysis in MALDI-TOF MS. The bioinformatic analysis revealed that all the 16 proteins identified in the GRB and GRC samples belong to the A. mellifera apalbumins family (Apa-1, Apa-2 and Apa-3). The Apa-2 was the protein that had greater prevalence between the N-glycoproteins of the RJ, presenting Mr varying between 110 and 25 kDa. The fact that the Apa-2 had been identified with distinct Mrs can be related to glycosilation, oligomerization or degradation of this apalbumin. Therefore, the ConA affinity chromatography associated with the proteomic analysis made possible the identification of three members of the family of RJ main proteins (Apa-1, Apa-2 and Apa-3). Moreover, the comparative study of the GRB and GRC glycoprotein composition suggests similar standard between these samples and can be useful in future studies that evaluate the biological functions of the apalbumins pos-translational modifications. / A geléia real (GR), uma secreção produzida pelas glândulas hipofaringeal e mandibular das abelhas operárias, possui uma variedade de atividades farmacológicas, além de ser fundamental para a diferenciação das castas e longevidade da rainha de Apis mellifera. Com o objetivo de identificar alguns dos componentes bioativos deste produto da colméia, utilizou-se a cromatografia de afinidade de concanavalina A (ConA) associada à espectrometria de massa para identificar as N-glicoproteínas de duas amostras de GR obtidas de origem e condições distintas. As amostras de GR investigadas foram a GR brasileira (GRB), produzida experimentalmente em apiário local, e a GR chinesa (GRC), importada da China e disponível comercialmente. O perfil de proteínas em SDSPAGE 1D foi característico para GRB e GRC, com um maior número de polipeptídeos para GRC. As frações das N-glicoproteínas eluídas da coluna de ConA apresentaram nove polipeptídeos para GRB e 12 para GRC, com massa molecular variando entre 130 e 15 kDa. Observou-se que o congelamento imediatamente pós-coleta da GRB não impediu o aparecimento de polipeptídeos com Mr menor que 49 kDa. Um total de 21 bandas foi excisado do gel e digerido por tripsina para análise em MALDI-TOF MS. Para cada perfil de massa dos peptídeos (PMF) obtido, realizou-se a busca em banco de dados utilizando-se o software Mascot. Esta análise revelou que as 16 proteínas identificadas nas amostras de GRB e GRC pertencem à família das apalbuminas (Apa-1, Apa-2 e Apa-3) da abelha A. mellifera. A Apa-2 foi a proteína que teve maior prevalência entre as N-glicoproteínas da GR, apresentando Mr variando entre 110 e 25 kDa. O fato da Apa-2 ter sido identificada com Mrs distintas pode estar relacionado a fenômenos de glicosilação, oligomerização ou degradação desta apalbumina. Portanto, a cromatografia de afinidade de ConA associada a análise proteômica possibilitou a identificação de três membros da família das principais proteínas da GR (Apa-1, -2 e -3). Além disso, o estudo comparativo da composição de glicoproteínas da GRB e GRC sugere padrão similar entre estas amostras e pode ser útil em estudos futuros que avaliem as funções biológicas das modificações pós-traducionais das apalbuminas. / Mestre em Genética e Bioquímica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper present alternatives to mitigate the deleterious effects caused by pesticides from crops that contaminate ponds and water bodies, located very close to the growing areas. This proximity causes oxidative damage in fish. The suggested alternative is the use of bee products, which generate lower amounts of waste in the environment and has low cost. Since this organization has been growing crops only. We tested three different concentrations of honey (0,025g L-1; 0,075g L-1; 0,125g L-1), bee pollen (0,01g L-1; 0,03g L-1; 0,05g L-1), royal jelly (0,005g L-1; 0,015g L-1; 0,025g L-1) and propolis (0,01g L-1; 0,05g L-1; 0,1g L-1) and associated or not with fungicide tebuconazol (0,088mg L-1), apiculture products showed protective effect on fish, mainly inhibit / reverse lipid peroxidation, protein carbonylation and increase the activity of catalase, superoxide dismutase and glutathione S-transferase, contributing to the redox state of the cell. Our data suggest the antioxidant potential of honey, bee pollen, propolis and royal jelly added to water as protective substances against oxidative stress caused by agrochemicals, especially tebuconazole. / Este trabalho apresenta novas alternativas para mitigar efeitos deletérios causados por agroquímicos provenientes de lavouras, que contaminam açudes e corpos de água, localizados muito próximos às áreas de cultivo. Esta proximidade e contaminação causa danos oxidativos em peixes. A alternativa sugerida é o uso de produtos apícolas, que geram resíduos de baixo impacto para o meio ambiente. Uma vez que esta associação de culturas só vem crescendo. Foram testadas três concentrações diferentes de mel (0,025g L-1; 0,075g L-1; 0,125g L-1), pólen apícola (0,01g L-1; 0,03g L-1; 0,05g L-1), geleia real (0,005g L-1; 0,015g L-1; 0,025g L-1) e própolis (0,01g L-1; 0,05g L-1; 0,1g L-1) associadas e ou não ao fungicida tebuconazole (0,088mg L-1) Os produtos apícolas apresentaram efeito protetor aos peixes, principalmente por inibir/reverter a peroxidação lipídica, carbonilação proteica e aumentar a atividade das enzimas catalase, superóxido dismutase e glutationa-S-transferase, contribuindo para o estado redox da célula. Os dados apresentados sugerem o potencial do mel, pólen apícola, própolis e geleia real adicionados a água como substâncias protetoras contra o estresse oxidativo causado por agroquímicos, em especial o tebuconazole.

<p>Across the tree of life, novel genes are thought to be a source of much of the unique behaviors and adaptions between the different taxa. This is especially true in the social insects where novel genes are proposed to contribute to novel social behaviors. In the honey bee (Apis mellifera L.), a group of novel genes called the major royal jelly proteins (MRJPs) are proposed to be important to the expression of novel social behaviors, particularly those related to nursing versus foraging tasks. Unfortunately, identifying the functional role of novel genes is often not possible due to a lack of functional genomic tools in non-model species such as the honey bee. Here I have developed a novel ectopic expression system in Drosophila melanogaster and used it to elucidate how the MRJPs contribute to behavioral and transcriptional changes in the insect brain. I found that the MRJPs regulated the expression of hundreds of genes in Drosophila, and these overlap with genes regulated differentially between nursing and foraging honey bees. Furthermore, I found that MRJP expression impairs or negatively regulated phototaxis. My results demonstrate the MRJPs play a role in behavioral plasticity and highlight that the MRJPs may have a much larger role in the nurse-forager transition than previously thought.</p>

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