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Yes / Extracellular-signal-regulated kinase 5 (ERK5) is critical for normal cardiovascular development. Previous studies have defined a canonical pathway for ERK5 activation, showing that ligand stimulation leads to MEK5 activation resulting in dual phosphorylation of ERK5 on Thr218/Tyr220 residues within the activation loop. ERK5 then undergoes a conformational change, facilitating phosphorylation on residues in the C-terminal domain and translocation to the nucleus where it regulates MEF2 transcriptional activity. Our previous research into the importance of ERK5 in endothelial cells highlighted its role in VEGF-mediated tubular morphogenesis and cell survival, suggesting that ERK5 played a unique role in endothelial cells. Our current data show that in contrast to EGF-stimulated HeLa cells, VEGF-mediated ERK5 activation in human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs) does not result in C-terminal phosphorylation of ERK5 and translocation to the nucleus, but instead to a more plasma membrane/cytoplasmic localisation. Furthermore, the use of small-molecule inhibitors to MEK5 and ERK5 shows that instead of regulating MEF2 activity, VEGF-mediated ERK5 is important for regulating AKT activity. Our data define a novel pathway for ERK5 activation in endothelial cells leading to cell survival. / This research was funded by grants from: North West Cancer Research (NWCR): M.J.C. and A.K.M.; Medical Research Council (MRC DiMeN PhD): M.J.C. and K.A.; Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC DTG Studentship): M.J.C., C.E.P.G., B.W. and G.N.N.; and Wellcome Trust Institutional Strategic Fund: M.J.C. and A.K.M.

As peçonhas de serpentes são consideradas ricas fontes de componentes com importantes ações farmacológicas. Estudar seus componentes permite esclarecer a patogenia do envenenamento e identificar moléculas com potenciais aplicações biotecnológicas. As serpentes da espécie Crotalus durissus habitam diversas regiões do Brasil e suas peçonhas são compostas de grande quantidade de proteínas (cerca de 95%), carboidratos, cátions metálicos, aminas biogênicas, nucleosídeos, componentes não enzimáticos, aminoácidos livres e uma pequena fração lipídica. Muitos componentes ainda não foram isolados, embora alguns já tenham sido identificados em análises ômicas (transcriptoma e proteoma), como é o caso do VEGF (Fator de Crescimento Endotelial Vascular) identificado por estas técnicas na peçonha de Crotalus durissus collilineatus (C.d.c). Os VEGFs são homodímeros não enzimáticos com massas moleculares de 20 a 30 kDa, para o dímero, e de 13 a 16 kDa, para o monômero. Eles desempenham o papel principal na angiogênese (crescimento de novos vasos). No entanto, seu papel no envenenamento ainda não está elucidado. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo isolar e elucidar os aspectos estruturais e funcionais parciais, de um VEGF da peçonha da serpente C.d.c. A peçonha foi inicialmente submetida a uma análise por LC-MS para um conhecimento geral dos seus componentes. Em seguida, foi fracionada por cromatografia líquida de fase reversa em sistema FPLC (Fast Protein Liquid Chromatography) e, posteriormente, todas as 43 frações obtidas foram submetidas ao ELISA para identificação do VEGF. As frações 23, 24 e 25 foram positivas para VEGF e, por isso, escolhidas para serem estudadas. Estas frações foram recromatografadas por meio de três protocolos (troca catiônica, fase reversa e troca aniônica). Após os fracionamentos, todas as subfrações foram submetidas ao ELISA para identificação do VEGF e à eletroforese em gel de poliacrilamida para a análise da composição das mesmas. Em seguida, essas amostras foram reduzidas, alquiladas e digeridas com tripsina e submetidas a ensaios de espectrometria de massas (ESI-Q-TOF e PMF), para identificar peptídeos trípticos de VEGF e, as que mostraram maior pureza na eletroforese, foram analisadas por sequenciamento amino-terminal, a fim de elucidar sua estrutura primária. Nestes estudos foram identificados um Fator de crescimento de fibroblasto (FGF) e duas isoformas de VEGF. A cromatografia em coluna de troca iônica (HiTrap QXL) foi a mais efetiva na purificação dos compostos das frações 23, 24 e 25. As 6 subfrações obtidas, após confirmação da presença de VEGF pelo ELISA, eletroforese e espectrometria de massas, foram submetidas a uma análise de reconhecimento do VEGF pelo soro anticrotálico comercial por meio do ELISA e o VEGF foi reconhecido com alta afinidade pelo soro. Em seguida, essas amostras foram analisadas por ELISA com anticorpo anti-FGF a fim de confirmar a presença do FGF, porém, este não foi reconhecido nas amostras pelo anticorpo, nas concentrações utilizadas. As frações contendo VEGF, denominado de CdcVEGF, foram submetidas aos ensaios funcionais. No ensaio de angiogênese in vitro, no qual se analisa a indução da formação de tubos em Matrigel® pelas células endoteliais vasculares umbilicais humanas (HUVECs), todas as 6 subfrações induziram a angiogênese, confirmando que mantiveram sua atividade após os fracionamentos e dentre estas, a subfração denominada de 24-QXL3 foi a mais potente, mostrando uma indução da formação dos tubos ainda mais potente que o controle positivo (bFGF). No ensaio in vitro de migração de células mononucleares de sangue periférico humano (quimiotaxia em câmara de boyden), os CdcVEGFs não alteraram significativamente a migração das células, nas concentrações testadas. Os dados obtidos neste trabalho ampliam o conhecimento sobre a composição da peçonha de C.d.c, além de desenvolver um novo protocolo para isolamento de VEGF e possibilitar sua caracterização. Adicionalmente, foi possível a identificação de um novo FGF, o qual ainda não havia sido identificado na peçonha de C.d.c. / Snake venoms are considered rich sources of a variety of components that displays important pharmacological activities. The study of these diverse components allows the elucidation of envenoming pathology and the identification of molecules with potential biotechnological applications. The snakes of Crotalus durissus species inhabit various regions of Brazil and their venoms are a complex mixture of proteins (around 95%), carbohydrates, metal cations, biogenic amines, nucleosides, non-enzymatic components, free amino acids and a small lipid fraction. Many components have not yet been isolated, although some of them have already been identified in omics analysis (transcriptome and proteome), like the VEGF (Vascular Endothleial Growth Factor) identified by these techniques in the Crotalus durissus collilineatus (C.d.c) venom. VEGFs are non-enzymatic homodimers with molecular weights varying from 20 to 30 kDa for the dimer and 13 to 16 kDa for the monomer. They have a central role in angiogenesis (growth of new vessels) but their role in the envenoming pathophisiology is not elucidated. This study aimed to isolate and perform the elucidation of the structural and functional aspects of a VEGF from C.d.c snake venom. Initially, the venom was submitted to a LC-MS analysis for the global knowledge of its components. Then, it was fractionated by reversed phase chromatography on FPLC system (Fast Protein Liquid Chromatography) and later all the fractions collected were submitted to an ELISA for identification of VEGF. The fractions 23, 24 and 25 proved being positive for VEGF and therefore, were chosen to be studied. These fractions were rechromatographed by three different protocols (cation exchange, reversed phase and anionic exchange). All the subfractions obtained by these chromatographies were analyzed by ELISA for the confirmation and identification of VEGF and by an SDS-PAGE for the analysis of their composition. These subfractions were then reduced, alquilated and digested with tripsin and submitted to spectrometry analysis (ESI-QTOF and PMF) in order to identify tryptic peptides of VEGF and the ones that presented a higher level of purity in the electrophoresis, were analyzed by amino-terminal sequencing to elucidate its primary structure. In these studies were identified an FGF and two isoforms of VEGFs. The chromatography on ion-exchange column (HiTrap QXL column) was the most effective in purifying the compounds of fractions 23, 24 and 25. The six subfractions obtained, after confirmation of the presence of VEGF by the ELISA, electrophoresis and mass spectrometry, were analyzed by another ELISA with anticrotalic serum and the VEGF was recognized with high affinity by the serum, indicating that the molecule is immunogenic. Subsequently, another ELISA was performed with a FGF-antibody to confirm the presence of FGF in the samples. However, the antibody was not able to recognize it in the concentrations used of the fractions. The VEGF found in all six subfractions was denominated as CdcVEGF and submitted to functional analysis. In the in vitro angiogenesis assay, which analyzes the induction of tube formation in Matrigel® by human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) cells, all 6 subfractions induced angiogenesis, confirming that they maintained their activities after the fractionations. Among those, the subfraction 24-QXL3 showed a more potent response, demonstrating a tube formation even more significant than the positive control (bFGF). In the in vitro assay for the migration of human peripheral blood mononuclear cells (chemotaxis technique in boyden chamber), the CdcVEGFs did not significantly alter cell migration at the concentrations tested. The data obtained in this study amplify the knowledge about the composition of C.d.c venom and the development of a new isolation protocol for VEGF, possibiliting its characterization. Additionally, it was possible to identify a new FGF, which had not yet been identified in C.d.c venom.

Em roedores, o aumento da permeabilidade vascular, a transformação decidual, e angiogênese são eventos cruciais para o sucesso da gestação. O fator endotelial vascular (VEGF) é um mitogênico para células endoteliais e um indutor de angiogênese. O VEGF age via dois receptores da família das tirosina quinases: VEGFR1 e VEGFR2. O objetivo deste estudo foi investigar usando o método imunohistoquímico, a expressão espacial e temporal do VEGF e os receptores VEGFR1 e VEGFR2 em células endometriais de camundongo entre o 4º e 8º dias de gestação. No 4º dia de gestação, VEGF, VEGFR1 e VEGFR2 foram expressos pelo epitélio luminal e glandular e fracamente pelo estroma endometrial. Do 5º ao 8º dias de gestação, o VEGF foi expresso nas células deciduais mesometriais. VEGFR1 e VEGFR2 foram expresso pelas células do epitélio luminal e glandular e mostraram uma marcação diferencial na decídua mesometrial e antimesometrial. Os receptores VEGFR1 e VEGFR2 foram intensamente expressos pelas células endoteliais dos capilares sinusóides mesometriais e pelas células Nk uterinas. / In rodents, increase of vascular permeability, decidual cell transformation, and uterine angiogenesis are crucial events for the success of pregnancy. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a mitogen for endothelial cells and an inducer of angiogenesis. VEGF acts via two tyrosine kinase family receptors: VEGFR1 and VEGFR2. The aim of this study was to investigate using the immunohistochemical method, the spatiotemporal expression of VEGF and its receptors VEGFR1 e VEGFR2 by mouse endometrial cells on days 4 to 8 of pregnancy. On day 4, VEGF, VEGFR1 and VEGFR2 were expressed mostly by the luminal and glandular epithelium. Stromal cells showed a very weak labeling. On days 5-8, VEGF and its receptors showed an increased labeling throughout the mesometrial decidua. The expression of VEGF, VEGFR1, and VEGFR2 were differentially expressed in the mesometrial cells and in the predecidual cells of the antimesometrial decidua. VEGFR1 and VEGF R2 were highly expressed by endothelial cells of the mesometrial sinusoids, and Nk uterine cells.