Orientador: Sergio Marangoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-25T23:09:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toyama_MarcosHikari_D.pdf: 9361968 bytes, checksum: eaf1e7ea3745e2860f46c214010b9739 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: As serpentes do gênero Bothrops incluem várias espécies, que são amplamente distribuídas na América do Sul e do Norte. Entre as proteínas bioativas do veneno de Bothrops, as Fosfolipases Az (PLAz,E.c. 3.1.14) e as miotoxinas PLAz"like" destacam-se como seus componentes majoritários. Fosfolipases Az são enzimas cálcio dependentes que hidrolisam a ligação 2-éster do 1,2 diacil-3sn fosfoglicerídeo (Chang et aI., 1994, Shimohigachi et aI., 1995, Ogawa, et aI., 1996). Estas enzimas são encontradas em muitos tecidos, principalmente no suco pancrácio de mamíferos,no veneno de serpentes e insetos. Enzimas PLAz são classificados dentro de quatro grupos (I, lI, III e IV) de acordo com sua origem extracelular ou intracelular, de acordo com sua estrutura primária e pontes de sulfeto (Denis et aI., 1994). Nesta tese, trabalhos com o veneno total de Bothrops pirajai e suas frações fosfolipases Az miotóxicas. Num primeiro instante, nos desenvolvemos uma nova estratégia de purificaçãodestas miotoxinasem HPLC(HPLCde fase reversa, troca iônicae exclusão molecular) e em cromatografia convencional de baixa pressão (CM-Sepharose). Em nossas condições experimentais, observamos que o HPLCde fase reversa (RP HPLC)tem vantagens sobre o método convencional, em relação ao tempo da corrida cromatográfica, a resolução dos picos e a manutenção da integridade molecular da PLAz. O primeiro trabalho feito por Toyama et aI., (1995) apresenta os resultados da purificação da principal miotoxina PLAz"Iike" (MPI e MPII) do veneno total de Bothrops pirajai, usando uma única etapa cromatográfica em HPLCde fase reversa. Este novo protocolo de purificação restringe a quantidade de proteína a ser colocada na coluna algumas mg. O rendimento final é 35% melhor do que na cromatografia de troca iônica de baixa pressão. Em Soares et aI., (1998), propusemos um uma outra alternativa de purificação das miotoxinas PLAz "like" majoritárias usando coluna convencional, uma vez que o RP HPLC não aceita grandes quantidades de amostras. No procedimento convencional,a eluição das miotoxinasPLAz"like" era eluídausando acetato de amônia em altas concentraçõe se altos valor de pH. Atroca do acetato de amônio por bicarbonato de amônia permitiu o uso de tampões com baixo pH e baixas concentrações salinas. Outros venenos de Bothrops jararacussu, Bothrops asper, Bothrops atrox, Bothrops pirajai, Bothrops moojeni, Bothrops alternatus e Bothrops (Bothriopsis) bilineata foram fracionados usando procedimentos simplificados baseados na cromatografia em CMSepharose a pH 8.0 ou em RP HPLC. O uso de NH4HC03ou de acetonitrila como tampões nestes procedimentos cromatográficosdescritos acima, tem outras vantagens como a omissãode desalificaçãoe facilidadena liofilização. Isto permite uma melhorrecuperação das proteínas eluídas e redução do tempo de corrida. O método em CM-Sepharosee RP-HPLCdescritos aqui são recomendados para escalas preparativas e analíticas, respectivamente. Nos métodos previamente descritos usam dois ou mais passos cromatográficos para o isolamento de miotoxinas. Em adição as colunas preparativas wBondapack C18 mostraram também ser conveniente para a purificação de PLA2S. Ambos os métodos descritos aqui separam os componentes principaisdo veneno usando unicamente passo cromatográfico. Os perfis cromatográficos mostraram importantes diferenças no conteúdo de miotoxinas destes venenos. O veneno de B. alternatus, B. atrox e Bothriopsis bilineata não contem a miotoxina principal encontrada em outros venenos. O sequenciamento de aminoácidos dos primeiros 50 resíduos da região N-terminal destas miotoxinas PLA2"like" mostram uma homologia de 90 a 96% com outras miotoxinas botropicas. Todas as miotoxinas isoladas induzem edema de pata, aumentando o nível de creatinina quinase pancreática e indução da mionecrose junto com a infiltraçãode células polimorfonucleares. Nesta tese, nos apresentamos o isolamento, purificação e a determinação da estrutura primária de três miotoxinas fosfolipase A2"like" do veneno de Bothrops pirajai, denominadas como PrTX-I,PrTX-IIe MP-III4R. PrTX-I ou Piratoxina I foi isolado por Mancuso et ai., (1995), e completamente seqüênciada por Toyama et ai., (1998). PrTX-Ié a principal PLA2 miotóxica encontrado no veneno total de Bothrops pirajai, composto por 121 resíduos de aminoácidos, uma DLso de cerca de 8mg/kg em camundongos e uma dose edematogênica mínima de 39.5 :t 1.8 Ilg. A modificação química da His 48 da PrTX-I pelo p-BPB praticamente aboliu sua atividade biológica. PrTX-II ou Piratoxina II foi a segunda miotoxina importante isolada do veneno de Bothrops pirajai que foi sequenciada por Toyama et aI., (1999, submetido). Tem 121 resíduos de aminoácido de baixa atividade PLA2 devido substituição do Asp49 por Lys49e alteração do "Ioop" de ligação do cálcio pela substituição de Gly32 por Leu32 e outras modificações foram importantes para a perda da flexibilidadedo sítio de ligação do cálcio. PrTX-II tem somente um único amino ácido modificado (D132 para A132) em relação a PrTX-I esta mudança confere a PrTX-II um ligeiro caráter básico. A MP-III 4R foi a terceira miotoxina isolada do veneno de Bothrops pirajai. Esta miotoxina PLA2 "Iike" tem uma atividade PLA2moderada se comparada com outras enzimas encontradas em venenos Crotálicos. MP-III4R é um raro exemplode PLA2 com atividade fosfolipase A2, anticoagulante e miotóxica. Sua atividade PLA2 moderada é devido a substituição do resíduo E53 pelo K53 e seu efeito anticoagulante é devido a atividade PLA2.Amiotoxicidade não é devido a sua atividade catalítica. O alinhamento de amino ácidos da PrTX-I,PrTX-II mostra um alto nível (95%) de homologia sequencial entre esta miotoxina e outras PLA2botropicas. Contudo, estes valores diminuem para 80% para as não botropicas e para 70-75% para as PLA2Asp49. Ambas toxinas foram caracterizadas como miotoxinas potentes e tem um atividade PLA2 residual. MP-III 4R mostra uma homologia seqüencial de mais de 50% com outras PLA2 D-49. Maso alinhamento de aminoácidos da MP-III4R com PLA2K-49diminui para cerca de 60% de homologia. PrTX-II e PrTX-III foram cristalizados e difratados usando uma resulução de 2.04 e 2.7 A. Recentemente, a estrutura tridimensional da PrTX-IIfoi resolvida e mostrou uma estrutura dimérica / Abstract: The genus Bothrops comprises severaI species, which are widely distributed in South and North America. Among the bioactive proteins from Bothrops venoms, the phospholipase A2(PLA2,E.C.3.1.14) and PLA2-likemyotoxin are outstanding as their major components. Phospholipase A2Sare calcium-dependent enzymes which hydrolyze the 2 ester bonds of 1,2 diacyl-3sn phosphoglycerides (Chang et aI., 1994, Shimohigachi et aI., 1995, Ogawa, et aI., 1996). They are found in most tissues, mainly in the pancreatic juice of mammals, venom of snakes and insects. PLA2enzymes are classified onto four groups (I, II, III and IV), according to their extracellular or intracellular origin, their primary structure and disulfide bonding (Denis et aI., 1994). In this thesis, we work with Bothrops pirajai whole venom and its myotoxic phospholipase A2fractions. At first time, we develop a new strategy of purification of this myotoxinon the HPLC(reverse phase, ion exchange, and molecular exclusion) and in the convention low-pressure chromatography (CM-Sepharose). In our experimental condition, we observed that Reverse Phase HPLC(RP HPLC) has advantageous on the conventional method about the time of chromatographic run, the resolution of some proteins and preservation of integrity of PLA2 molecule. The first work made by Toyama et aI., (1995) presents the results of the purification of the main myotoxin PLA2"Iike" (MPI and MPII) from the whole venom of Bothrops piraja.,using only chromatographicstep on the RPHPLC. This novel purification protocol restricts the amount of protein to be loaded on each column in few mg. The final yield is 35% better than to in low-pressure ion exchange chromatography. In the Soares et aI., (1998), we proposed to increase the purification grade of main PLA2 "like" myotoxin using conventional column, because the RP HPLC does not accept great amount of samples. In the conventional procedure, the elution of the PLA2 "like" myotoxin was eluted using ammonium acetate at high salt and pH values. The exchange of the ammonium acetate by ammonium bicarbonate allowed using low pH and ionic salt concentration. PrTX-II or Piratoxin II was a second important myotoxin from Bothrops pirajai that has been sequecianated by Toyama (Submitted). It has 121 amino acid residues and has low PLA2activity arose of the substitution of Asp49 by Lys49and alteration of the calcium binding loop sequence by replacement of Gly32 by Leu32 and other modification were important for 1055of the flexibility the calcium ion binding site. PrTX-II I have only one amino acid change (0132 to A132) to PrTX-I, this change confer to PrTX-II a slight basic character. The MP-III 4R was thirty myotoxin isolated from the Bothrops pirajai venom. This PLA2 like myotoxinhasa moderate PLA2activity if comparedto other enzymesfound in the Crotalic venom. MP-III 4R is a rare example of PLA2 with phospholipase A2, anticoagulant and myotoxic activities. Its moderate PLA2activity is due to the replacement of E53 by K53 and its anticoagulant effects is due to that PLA2activity. The myotoxicity is not due to the catalytic activity. The aminoacid alignment of PrTX-I, PrTX-II shows a high levei(95%) of sequential homology between this myotoxin and other bothropic Lys-49 PLA2. However, these values fali to 80% for nonbothropic and to 70-75% for the Asp 49 PLA2S. 80th toxins were characterized as very potent myotoxin and have a residual PLA2 activity. MP-III 4R 049 exhibit a sequence homology with other 0-49 PLA2up 75%. But the amino acid alignment of MP-III 4R with K-49 PLA2falls to around 60% of homology. PrTX-II and PrTX-III were crystallizedand were diffractedat resolution of 2.04 and 2.7 of resolution, respectively. Recently, the three-dimensional structure of PrTX-II was solved and showed a dimeric structure. Other venoms from Bothropsjararacussu, Bothrops asper, Bothrops atrox, Bothrops pirajai, Bothrops moojeni, Bothrops alternatus and Bothrops (Bothriopsis) bilineata were fractionated using a simplified procedure based on ion-exchange chromatography on CMSepharose at pH 8.0 or reverse phase HPLC. The use of NH4HCO3or acetonitrile as the buffer in these chromatographic procedure described above, has other advantages as omissionof desalting and easy for freeze-drying. This allows a best recoveryof the proteins eluted and reduction of run time. The CM-Sepharose and the RP-HPLC methods described here are recommended for preparative and analytical purpose, respectively. Previous reported methods use two or more chromatographic steps for the isolation of myotoxins. In addition, the preparative WBondapackC18 column was also useful for the purificationof PLA2S. Both methods described here allow separating the major components of the venom using an only one chromatographic step. The resulting elution profiles showed important differences in the myotoxin content of these venoms. The venoms from B. alternatus, B. atrox and Bothriopsis bilineata did not contain the major myotoxin found in the other venoms. The amino acid sequence of the first 50 residues of the N-terminal region of the PLA2-like myotoxins showed a homology of 90-96% with other botropic myotoxins. All of the myotoxins isolated induced rat paw edema, increased the levei of plasma creatine kinase and produced myonecrosis together with polymorphonuclear cell infiltration. In this thesis, we present the isolation; purification and determination of primary structure of three phospholipase A2"like" myotoxin from the Bothrops pirajai snake venom denominated as PrTX-I, PrTX-II and MP-III 4R. PrTX-I or Piratoxin I was firstly isolated by Mancuso et aI., (1995), and full sequenced by Toyama et aI., (1998). PrTX-Iis the main miotoxic PLA2found in the whole Bothrops pirajai venom, composed by 121 amino acid residues, a DLso around 8mg/kg in mice and a minimal edematogenic dose of 39.5 :t 1.8 /.lg. The chemical modification of His-48 of PrTX-I by p-BPB practically destroyed its biological activity / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador : Julia Prado Franceschi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreno_RonilsonAgnaldo_M.pdf: 3561288 bytes, checksum: 2129a152af3cfce348015fb2b921125b (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Benedito de Oliveira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-20T12:44:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Novello_JoseCamillo_D.pdf: 3818188 bytes, checksum: 81e4ccf7c0fc89552e040ffafc7c0369 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Botrocetina é uma coaglutinina de plaqueta descrita no veneno de Bothrops jararaca. Foi sugerida como um substituto para a ristocetina como medidor da interação entre o complexo GPIb-IX e o fator de von Willebrand (vWF). (Read et aI., 1978). Botrocetina de uma e duas cadeias foram descritas no veneno de B. jararaca (Fujimura et al., 1991a). A Botrocetina de duas cadeias apresenta alta homologia na sua sequência de aminoácidos com a albogreguina-B (isolada do veneno de Trimeresus albolabris), que aglutina plaquetas diretamente por se ligar à GPIb- IX de membranas de plaqueta em um sítio próximo ou identico ao do vWF (Peng et aI., 1991). Neste trabalho descrevemos a purificação e isolamento de uma proteína (SIII-3rp) do veneno de Botltrops alternatus, através de filtração em gel, cromatografia de troca ionica e HPLC em cromatografia de fase reversa em coluna C18. A proteína purificada que inibia a ligação de ristocetina ao vWF, apresentava uma única banda (28 kDa) em condições não desnaturantes quando submetida a PAGE-SDS 12,5%; após redução com DTT 0,1M foi observada uma banda com 15kDa. Microsequenciamento automático da proteína SIII-3rp foi realizado em um sequenciador automático Applied Biosystems Modelo 477 com fase de pulso liquído. A sequência N-terminal obtida foi DCPSDWSPYEG, e apresentava uma homologia de 82% com os primeiros onze resíduos das cadeias a e b da botrocetina heterodimérica / Abstract: Botrocetin is a platelet coagglutin described in Bothrops jararaca venon suggested as a substitute for ristocetin as a mediator of the interaction between GPIb-IX complex and the von Willebrand factor (vWF) that lead to platelet agglutination (Read et al., 1978). A single chain and a two chain botrocetin were described in B. jararaca venon (Fujimura et al., 1991a). Two chain botrocetin is highly homologous in its aminoacid sequence to alboaggregin-B (isolated from the venom of Trimeresus albolabris) a protein which directly agglutinates platelets by binding to a site on platelet membrane GPIb- IX dose to or identical with the site for vWF binding (Peng et al., 1991) .lu this work we report the purification and isolation of a protein (SIII3rp) from Bothrops alternatus venon, through procedures of gel filtration, ion exchange chromatography and HPLC reverse phase chromatography with a C 18 column. The purified protein which inhibits the ristocetin binding to vWF, presented a sillgle band (28 kDa) in non denaturing conditions in 12,5% PAGESDS; after reduction with 0,1M DTT, a 15kDa band was observed. Automatic microsequencing of this proteill was performed on a Applied Biosystem 477 automatic model sequencer with liquid phase pulse. The N-termillal sequence obtained DCPSDWSPYEG presented 82% homology to the first elevell residues of the a and b chains of the heterodimeric botrocetin / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Ciências

El ofidismo como problemática de salud en el Perú, requiere ser atendido con estudios dirigidos a optimizar la acción de los antivenenos producidos comercialmente y además, desarrollar nuevas tecnologías destinadas a este propósito. En este aspecto, la producción de inmunoglobulina Y específica (IgY) de origen aviar es una alternativa frente a los antivenenos equinos, y es el tema en la presente investigación. Se inmunizaron gallinas ponedoras de la raza Light Brown Leghorn con 500 µg del veneno de Bothrops atrox, emulsificado con adyuvante de Freund, siguiendo la aparición de anticuerpos en suero con la técnica de inmuno difusión doble. Los anticuerpos aviares fueron aislados de la yema de huevos que contenían los niveles más altos de IgY específica, determinados previamente por la técnica de ELISA, utilizando precipitación negativa con ácido caprílico y un paso adicional de precipitación positiva con sulfato de amonio. La masa de anticuerpos recuperados fue de 8,5 ± 1,35 mg/mL de yema habiéndose determinado en 8,3% la cantidad de IgY específica mediante cromatografía de afinidad en una columna de Sepharosa 4B-veneno. El antiveneno aviar tuvo una DE50 de 575 µL de antiveneno/mg de veneno y una potencia de 1,74 mg de veneno/mL de antiveneno aviar. Asimismo, los ensayos de reactividad cruzada mostraron que el veneno de Bothrops brazili comparte más epítopes comunes con el veneno de Bothrops atrox ya que se obtuvo un valor de 46% de reactividad cruzada en tanto que los venenos de Bothrops pictus y Bothrops barnetti tuvieron valores de 41% y 37% respectivamente; se encontró además que los venenos de Crotalus durissus (12%) y Lachesis muta (19%) tuvieron una baja reactividad cruzada con el veneno en estudio. / Ofidism as a health problem in Perú requires to be attended either optimizing commercial antivenom potency and developing news technologist on this. Production of specific avian immunoglobulin Y is an alternative in relationship IgG horse antibodies, which is the main point of this research. Laying Light Brow Leghorn chickens were immunizated with 500 µg of Bothrops atrox snake venom emulsificated with Complete Freund’s adjuvant, and the IgY antibodies production was evaluated with the double immunodiffusion method. The avian antibodies were isolated from egg yolk which contained high level of specific IgY, calculated by ELISA method. Using caprylic acid negative precipitation and ammonium sulfate positive precipitation, mass antibodies recovery was 8,5 ± 1,35 mg/ml of yolk and after step on sepharosa 4B-venom affinity chromatographic, specific IgY recovery was 8,3% . The avian antivenom had a ED50: 575 µL antivenom/mg of venom and potency was 1,74 mg of venom/ml of avian antivenom. In addition, the crossing reactivity assays showed that Bothrops brazili venom share more common epitope with Bothrops atrox venom with a value of 46% of crossing reactivity whilest the Bothrops pictus and Bothrops barnetti venoms had values of 41% and 37% respectly; in contrast the venoms of Crotalus durissus (12%) and Lachesis muta (19%) had low crossing reactivity with Bothrops atrox venom.

O veneno de Philodryas patagoniensis ocasiona lesões locais importantes e similares as que ocorrem nos acidentes botrópicos. Os mecanismos envolvidos nas ações locais deste veneno são pouco conhecidos. Este estudo tem como objetivo investigar as ações locais morfológicas e inflamatórias do veneno de Philodryas patagoniensis e os mecanismos envolvidos no desenvolvimento da dor e edema, por meio de modulação farmacológica. O teor protéico total do veneno foi de 70-75% de proteínas. A análise eletroforética (SDS-PAGE 7,5-17,5%) apresentou bandas protéicas com pesos moleculares entre 62 e 14 kDa, sendo quatro majoritárias em 62, 48, 35 e 30 kDa. O edema mensurado por pletismografia foi máximo 30 min após a inoculação (53,33 ± 1,43 %), regredindo a partir da 6º hora, mostrou-se dose-dependente sendo a dose mínima edematogênica de 0,82µg e inibido em 45% por EDTA. A atividade nociceptiva foi avaliada pelo tempo (em segundos) em que os animais lambiam ou mordiam a pata injetada, e os resultados mostraram que tal atividade é dose-dependente, sendo significativamente diferente do controle e independente de metaloproteinases, uma vez que não foi inibida pelo EDTA. Através da modulação farmacológica foi possível observar que a dor causada pelo veneno foi inibida pela Indometacina, Cyproheptadina e Tramal, indicando que a mediação é por opióides, prostaglandinas e serotonina. A ação foi potencializada pelo Captopril, sugerindo a possível participação de cininas, bem como pelo L-NAME (10mg/kg). Dexametasona, Prometazina, Arcoxia, Celebra e L-NAME (50mg/kg) não interferiram nesta atividade. O edema foi inibido pela Dexametasona e Indometacina e, portanto, mediado por prostaglandinas e leucotrienos. Captopril, Tramal, Prometazina, L-NAME, Arcoxia e Celebra não foram capazes de interferir significativamente no edema. A injeção intramuscular de 30µg do veneno produziu efeitos de desorganização das fibrilas musculares, hemorragia interfibrilar, edema, infiltrado inflamatório e mionecrose dos tipos coagulativa e miolítica, as quais foram inibidas na presença de PMSF e 1-10Phenantrolina. Três, seis e 24 horas após a inoculação intra-muscular de 60µg de veneno, ocorreu um decréscimo gradativo de proteínas não-colágenas com leve redução em alguns componentes miofibrilares observados por SDS-PAGE. O infiltrado inflamatório induzido em cavidade peritoneal foi máximo três horas após a injeção e a contagem celular diferencial apresentou predominantemente leucócitos polimorfonucleares. A técnica de microscopia intravital direta demonstrou que a administração tópica de 0,1µg de veneno induziu distúrbios marcantes em vênulas pós-capilares, caracterizados por vasodilatação, lesões hemorrágicas distribuídas em focos (microsangramentos) e alterações nas interações leucócito-endotélio, tais como redução do número de leucócitos em rolling, aumento da adesão e indução da migração de células através da parede do endotélio. A inoculação subcutânea do veneno na bolsa escrotal de camundongos induziu efeitos típicos de inflamação aguda, com leucócitos migrados vistos a partir de uma hora após a inoculação, regredindo em 48 horas. O veneno age sobre mastócitos in vitro, causando degranulação e conseqüente liberação de histamina concentração dependente. Os resultados obtidos indicam o potencial inflamatório deste veneno e a cinética dos eventos sugere uma complexa sinergia de diversos efeitos, contribuindo para a severidade do quadro local nos envenenamentos. / The venom of Philodryas patagoniensis causes important and similar local lesions the ones that happen in the botropic accidents. The mechanisms involved in the local actions of this venom are little known. This study has as objective investigates the morphologic and inflammatory local actions of the venom of Philodryas patagoniensis and the mechanisms involved in the development of the pain and edema, through pharmacological modulation. The protein content of the venom was of 70-75%. The eletrophoretic analysis (SDS-PAGE 7,5-17,5%) it presented bands of protein with molecular weights between 62 and 14 kDa, being four majority in 62, 48, 35 and 30 kDa. The edema measured by pletismography, it was maximum 30 min after the inoculation (53,33 ± 1,43%), regressing starting from at 6th hour, it was shown dose-dependent, the edematogenic minimum dose was of 0,82µg and it was inhibited in 45% by EDTA. The nociceptive activity was evaluated by the time (in seconds) in that the animals licked or they bit the injected paw, and the results showed that such activity is dose-dependent, being significantly different from the control and independent of metaloproteinases, once it was not inhibited by EDTA. Through the pharmacological modulation it was possible to observe that the pain caused by the venom was inhibited by Indometacin, Cyproheptadine and Tramal, being mediated by opioids, prostaglandins and serotonin. It was potentiated by Captopril, suggesting the possible participation of kinins, as well as for L-NAME (10mg/kg). Dexamethasone, Prometazine, Arcoxia, Celebra and L-NAME (50mg/kg) didn\'t interfere in this activity. The edema was inhibited by Dexamethasone and Indometacin and, therefore, mediated for prostaglandins and leukotrienos. Captopril, Tramal, Prometazine, L-NAME, Arcoxia and Celebra were not capable to interfere significantly in the edema. The intramuscular injection of 30µg of the venom produced effects as disorganization of the muscular fibrils, hemorrhage, edema, inflammatory infiltrated and mionecrosis of the coagulative and miolitic types, which were inhibited in the presence of PMSF and 1-10Phenantrolina. Three, six and 24 hours after the intra-muscular inoculation of 60µg of venom, happened a gradual decrease of proteins no-colagen with light reduction in some miofibrilar components observed by SDS-PAGE (17,5%). The inflammatory infiltrated induced in cavity peritoneal was maximum three hours after the injection and the differential cellular counting presented polimorfonuclear leukocytes predominantly. The technique of intravital microscopy direct demonstrated that the topical administration of venom 0,1µg induced outstanding disturbances in post-capillary venules, characterized by vasodilatation, hemorrhagic lesions distributed in focuses (microbleedings) and alterations in the interactions leukocyte-endothelium, such as reduction of the number of leukocytes in rolling, increase of the adhesion and induction of the migration of cells through the wall of the endothelium. The subcutaneous inoculation of the venom in the scrotal bag of mice induced typical effects of sharp inflammation, with migrated leukocytes seen starting from one hour after the inoculation, regressing in 48 hours. The venom acts on mast cells in vitro, causing degranulating and consequent liberation of histamine concentration-dependent. The results obtained indicate the inflammatory potential of this venom and the kinetics of the events suggests a complex synergy of several effects, contributing to the severity of the local picture in the envenomings.

En la presente investigación se estudian las propiedades, bioquímicas, biológicas, inmunológicas y moleculares de una isoforma básica de Fosfolipasa A2 presente en el veneno de la serpiente peruana Lachesis muta(PLA2básicaL.muta). La purificación se realizó mediante cromatografía de intercambio iónico, filtración y de alta performance; la enzima fue purificada 41,2 veces con un rendimiento de 64%. Se obtuvo una única banda proteica de 14,7 kDa por PAGE-SDS en condiciones reductoras y no reductoras, demostrando ser una proteína monomérica. Su pH óptimo es de 7,8 y es fuertemente inhibida por el PMSF, EDTA y glutatión. En cuanto a su acción biológica, se obtuvo la dosis hemolítica media (DH50) en 4,35µg, la dosis miotóxica mínima (DMM) en 18,96µg/ml y la dosis edemática mínima (DEM) 23,56μg. La enzima no mostró actividad hemorrágica ni acción anticoagulante. Adicionalmente las pruebas de inmunodifusión e inmunoelectroforesis revelaron que PLA2básicaL.muta es reconocida e inhibida parcialmente por el suero monovalente antilachésico (INSPerú). Empleando la metodología de RT-PCR se obtuvo la secuencia completa del cDNA de PLA2básicaL.muta, con 445 pb; análisis bioinformáticos indican que la secuencia posee un marco de lectura abierta de 414 nucleótidos que codifica un péptido señal de 16 aminoácidos y una proteína madura de 122 residuos, el peso molecular fue de 13,86 kDa y un pI de 8,316. La secuencia aminoacídica, contiene residuos conservados para el sitio catalítico, His48, Asp49, Tyr52 así como para unión al Ca+2, Tyr18, Gly30 y Gly32. El modelaje tridimensional de la PLA2, muestra que está formada por tres hélices-, una lámina- y un lazo de unión al Ca+2. PLA2básicaL.muta mostró alta homología estructural con otras sPLA2 de venenos de serpientes. Finalmente, los estudios revelan que la PLA2básicaL.muta pertenece al grupo sPLA2 [Asp49] básicas de bajo peso molecular. Este es el primer estudio que correlaciona la estructura y función de una enzima proveniente del veneno de una serpiente peruana. Palabras claves: Fosfolipasa A2, Isoenzima, Lachesis muta, sitio farmacológico, transcrito. / --- In the present research the biochemical, biological, immunological, as well as molecular properties of a basic isoform of Phospholipase A2 from venom of peruvian snake Lachesis muta (PLA2BasicL.muta), were studied. This enzyme was purified using ion exchange, filtration and high performance chromatographical steps, respectively. The enzyme was purified 41,2 times with a yield of 64%. SDA-PAGE analysis showed a unique protein band of 14,7 kDa under reducing and no reducing conditions indicating that the enzyme is a single polypeptide chain. Furthermore, the enzyme had a optimal pH of 7,8 and was inhibited by PMSF, EDTA and glutation. In relation to its biologic activity, a Medium Hemolytic Doses (DH50) of 4,35µg/tube, Minimum Miotoxic Doses (MMD) of 18,96µg/ml and the Minimum Edematic Doses (MED) of 91,5μg were obtained. For another hand, the PLA2 didn´t show either hemorrhagic or anticoagulant activities, and was recognized and partially inhibited by monovalent antilachesic serum (INS-Perú) by immunodiffusion and immunoelectrophoresis. Using RT-PCR methodology and bioinformátics analysis the complete cDNA sequence of PLA2basicL.muta with 445 bp and an open reading frames of 414 nucleotides, were obtained, which encodes a peptide signal of 16 amino acids and a matured protein of 122 residues with 13, 86 kDa and a pI value of 8,3, calculated by in silico analysis. The amino acidic sequence contains conserved residues of His48, Asp49, Tyr52 in the catalytic site, as well as Tyr18, Gly30 y Gly32 in the Ca+2 -binding site. Three-dimensional model of PLA2basicL.muta showed that was conformed by three α-helix, one β-sheet and one Ca+2 -binding ribbon. PLA2basicL.muta shows a high structural homology with other snake venom phospholipases. Finally, studies reveal that PLA2basicL.muta belongs to the group of lower molecular weigh basic sPLA2 [asp49]. This work is the first study that correlate the structure and function of a Peruvian snake venom enzyme. Key words: Phospholipase A2, Isoenzyme, Lachesis muta, pharmacologic site, transcript. / Tesis

El envenenamiento por la serpiente Lachesis muta presenta una fisiopatología compleja debido a la presencia de un numeroso grupo de enzimas como la fosfolipasa A2 (FLA2). Por ello, en el presente estudio se ha investigado algunas propiedades bioquímicas de la FLA2 y sus efectos biológicos in vitro e in vivo. Inicialmente la enzima fue purificada mediante dos pasos cromatográficos un CM-Sephadex C-50 seguido por un Sephadex G-50, obteniéndose un factor de purificación de 55.3 veces con un rendimiento de 34.1% y se obtuvo una única banda proteica de 18749 Da, empleando la técnica de PAGE-SDS en condiciones reductoras y no reductoras, demostrándose que la FLA2 es una proteína monomérica. La enzima es termoestable manteniendo su actividad total a 100°C por 10 minutos, es además una enzima dependiente del ion calcio y es fuertemente inhibida por glutation, cisteína, EDTA y PMSF reduciendo su actividad hasta más del 50%. En cuanto a su acción biológica, se obtuvo que la Dosis hemolítica media (DH50) es 4.35µg y de 67.6µg para la enzima pura y el veneno respectivamente por lo que FLA2 es 15.5 veces más hemolítica que el veneno total. Así mismo se ha demostrado que la dosis miotóxica mínima (DMM) fue muy baja con un valor de 125, 89 μg/ml mientras que para el veneno crudo fue de 144,21 μg/ml. Además, la dosis edemática mínima (DEM) de la enzima fue 91.5 μg. Por otra parte la enzima no mostró actividad hemorrágica usando hasta 30 μg pero en cambio, si mostró tener acción anticoagulante retardando el tiempo de coagulación del plasma citratado a medida que se incremento la concentración de FLA2. Adicionalmente las pruebas de inmunodifusión e inmunoelectroforésis revelaron que FLA2 tuvo reactividad inmunogénica contra el antiveneno lachésico monovalente (INS-Perú), así como una neutralización parcial de la actividad enzimática y hemolítica por acción de dicho suero antiofídico. / The Lachesis muta’s envenomations induce a complex physiopathology due to the presence of numerous enzymes group such as Phospholipase A2 (PLA2). For this reason, in the present study have been investigated some biochemistries’ properties of PLA2 and its in vitro and in vivo biologics effect. Initially, the enzyme was purified in two chromatographics steps, CM-Sephadex C-50 followed by Sephadex G-50, obtaining a purification factor of 55.3 times and with a yield of 34.1% and a unique protein band of 18749 Da was obtained by SDS-PAGE analysis under reducing and non-reducing conditions, indicating that PLA2 is a monomeric protein. The protein is thermostable maintaining its total activity until 100ºC per 10 minutes, so, it is a Calcium ion depending protein and the activity was strongly inhibited by glutation, cistein, ESTA and PMSF which reduce until more 50% of PLA2 activity. As far as its biologic activity was obtain that Media Hemolytic Doses (DH50) was 4.35µg and 67.6µg to pure enzyme and crude venom respectively, this indicate that PLA2 is 15,5 times more hemolytic than crude venom. Likewise, had demonstrated that Minimum Miotoxic Doses (MMD) is very low to PLA2 (125. 89 μg/ml) while to crude venom was 144,21 μg/ml. The enzyme’s Minimum Edematic Doses (MED) was 91.5 μg. For another hand, the PLA2 didn´t show any hemorrhagic activity until 30 μg but it showed has anticoagulant activity on citrated plasma when the PLA2 concentration was increasing. Additionally, the inmunodiffusion and inmunoelectrophoresis probes showed PLA2 had inmunogenic reactivity against anti lachesic nonovalent serum (INS-Perú), as well as a partial enzymatic activity and hemolytic neutralization. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Describe la purificación y caracterización bioquímica, estructural y funcional del principio coagulante del veneno de la serpiente endémica del Perú Bothrops pictus, denominada pictobina. La enzima es purificada por la combinación de tres pasos cromatográficos, empleando intercambio catiónico CM-Sephadex C-50 seguida de dos pasos de filtración molecular en Sephadex G-100 y Sephadex G-75 respectivamente. La Pictobina es una glicoproteína monomérica con una masa molecular de 49 kDa medida por PAGE-SDS bajo condiciones reductoras y de 41 kDa por MALDI-TOF-TOF. El contenido de carbohidratos es de aproximadamente 45% de la masa y pueden ser removidos por deglicosilación con PNGasa F. Los carbohidratos asociados detectados fueron hexosas (25.76%), hexosaminas (13.12%) y ácido siálico (0.76%). La secuencia N-terminal (VIGGDECNINEHRFLAFTYS) muestra semejanza con las enzimas similares a trombina. La Pictobina tiene actividad coagulante sobre plasma humano y fibrinógeno humano y bovino. La actividad coagulante específica de la enzima es equivalente a 131.1 NIH U/mg de trombina liberando solo el fibrinopéptido A del fibrinógeno humano y tuvo un efecto defibrinogenante en roedores. La enzima produce una malla de fibrina porosa visualizada por microscopía electrónica de barrido, así como agregación plaquetaria. La Pictobina posee actividad catalítica sobre los sustratos sintéticos BApNA, S-2266, S-2302, S-2160 y S-2238. El tripéptido sintético D-Val-Leu-Arg-pNa el cual es considerado como el mejor sustrato. La actividad amidolítica es inhibida por PMSF, DTT y 2-β mercaptoetanol. La enzima muestra estabilidad a diferentes temperaturas (25 a 55°C), valores de pH (5.0 a 11.0) o en presencia de iones (Mg+2, Mn+2, Ca+2, Na+ y K+) pero es inhibida por el Zn+2. La enzima interacciona con el inhibidor endógeno α:2-macroglobulina y con el suero antibotrópico polivalente. La deglicosilación de la enzima produjo alteración en la actividad y el reconocimiento del antiveneno. El cDNA de la Pictobina (760 pb) codifica una proteína madura de 233 aminoácidos que conserva dominios estructurales con otras enzimas similares a trombina como el sitio catalítico (His40, Asp89 y Ser179) y los sitios de unión a sustrato S1, S2 y S3. Se identifican tres motivos para la N glicosilación. El modelamiento de la Pictobina revela un plegamiento tipo quimotripsina presentando un bolsillo hidrofóbico sobre su superficie, involucrado en el reconocimiento del sustrato y un importante bucle 90’s clave en la restricción del sitio catalítico. Los análisis de interacción molecular revelan que los residuos Phe194 y Trp195 de la Pictobina forman una interacción estable con los residuos Gly13, Gly14 y Val15 del fibrinopéptido A posicionando el puente de los residuos Arg16 y Gly17 del sustrato para el clivaje en el sitio catalítico. Tomando en conjunto estos resultados, se concluye que Pictobina es una enzima similar a trombina presente en el veneno de la serpiente Bothrops pictus. / Tesis

Se ha purificado y caracterizado la L-Aminoácido oxidasa del veneno de la serpiente Bothrops pictus “Jergón de costa” (BpicLAAO), mediante cromatografía de filtración molecular sobre Sephadex G-100, seguida de una cromatografía de intercambio catiónico sobre CM Sephadex C-50, ambas equilibradas con buffer acetato de amonio 0,05M pH 6. El grado de purificación fue de 22,02 veces con una actividad específica de 4,25 U/mg. La pureza de la proteína fue evaluada por HPLC en fase reversa y mediante PAGE-SDS. Es una proteína ácida conteniendo 18,7 % de carbohidratos asociados, con un peso molecular de 132,27 kDa, por cromatografía de filtración y de 65,2 y 58,6 kDa por PAGESDS bajo condiciones reductoras y no reductoras respectivamente, evidenciando que se trata de una enzima homodimérica con al menos un puente disulfuro intracatenario, el cual es importante para su actividad. El peso de la enzima disminuyó a 47 kDa después del tratamiento con PNGasa F. La enzima mostró un pH óptimo de 8,5 usando L-leucina como substrato, es inestable en el rango de pH alcalino a partir de 9,0; tolera hasta los 55 ºC. La actividad enzimática disminuyó considerablemente en presencia de Zn2+, glutatión y 2-mercaptoetanol, lo que sugiere la presencia de por lo menos un puente disulfuro intracatenario para su actividad. BpicLAAO presenta actividad hemorrágica sobre piel de ratones albinos siendo la dosis hemorrágica mínima de 2,79 μg de proteína, produce edema, habiéndose calculado la dosis edemática mínima en 7,80 μg de proteína; también inhibe la agregación plaquetaria inducida por ADP de una manera dosis dependiente. El efecto antibacteriano tanto del veneno crudo como de la enzima purificada se evidenció sobre cultivos de bacterias Gram positivas y Gram negativas, observándose que las Gram positivas son más susceptibles que las Gram negativas. Se demostró la antigenicidad de la enzima por inmunodifusión e inmunoelectroforesis, usando suero antibotrópico polivalente. Asímismo mediante el análisis molecular a partir de las secuencias de cDNA de LAAO de B. pictus se obtuvo una secuencia de 1494 pb que codifica un péptido señal y una proteína madura de 487 residuos aminoacìdicos. BpicLAAO, muestra homología con otras enzimas similares de venenos de serpientes habiéndose identificado los aminoácidos correspondientes a los dominios de unión al FAD, de unión al substrato y el dominio helicoidal. Encontrándose además dos motivos para N-glicosilación. Palabras clave: enzima, flavoproteína, N-glicosilación, secuencia nucleotídica, serpiente, veneno. / Tesis

El envenenamiento por la serpiente Lachesis muta presenta una fisiopatología compleja debido a la presencia de un numeroso grupo de enzimas como la fosfolipasa A2 (FLA2). Por ello, en el presente estudio se ha investigado algunas propiedades bioquímicas de la FLA2 y sus efectos biológicos in vitro e in vivo. Inicialmente la enzima fue purificada mediante dos pasos cromatográficos un CM-Sephadex C-50 seguido por un Sephadex G-50, obteniéndose un factor de purificación de 55.3 veces con un rendimiento de 34.1% y se obtuvo una única banda proteica de 18749 Da, empleando la técnica de PAGE-SDS en condiciones reductoras y no reductoras, demostrándose que la FLA2 es una proteína monomérica. La enzima es termoestable manteniendo su actividad total a 100°C por 10 minutos, es además una enzima dependiente del ion calcio y es fuertemente inhibida por glutation, cisteína, EDTA y PMSF reduciendo su actividad hasta más del 50%. En cuanto a su acción biológica, se obtuvo que la Dosis hemolítica media (DH50) es 4.35µg y de 67.6µg para la enzima pura y el veneno respectivamente por lo que FLA2 es 15.5 veces más hemolítica que el veneno total. Así mismo se ha demostrado que la dosis miotóxica mínima (DMM) fue muy baja con un valor de 125, 89 μg/ml mientras que para el veneno crudo fue de 144,21 μg/ml. Además, la dosis edemática mínima (DEM) de la enzima fue 91.5 μg. Por otra parte la enzima no mostró actividad hemorrágica usando hasta 30 μg pero en cambio, si mostró tener acción anticoagulante retardando el tiempo de coagulación del plasma citratado a medida que se incremento la concentración de FLA2. Adicionalmente las pruebas de inmunodifusión e inmunoelectroforésis revelaron que FLA2 tuvo reactividad inmunogénica contra el antiveneno lachésico monovalente (INS-Perú), así como una neutralización parcial de la actividad enzimática y hemolítica por acción de dicho suero antiofídico. / The Lachesis muta’s envenomations induce a complex physiopathology due to the presence of numerous enzymes group such as Phospholipase A2 (PLA2). For this reason, in the present study have been investigated some biochemistries’ properties of PLA2 and its in vitro and in vivo biologics effect. Initially, the enzyme was purified in two chromatographics steps, CM-Sephadex C-50 followed by Sephadex G-50, obtaining a purification factor of 55.3 times and with a yield of 34.1% and a unique protein band of 18749 Da was obtained by SDS-PAGE analysis under reducing and non-reducing conditions, indicating that PLA2 is a monomeric protein. The protein is thermostable maintaining its total activity until 100ºC per 10 minutes, so, it is a Calcium ion depending protein and the activity was strongly inhibited by glutation, cistein, ESTA and PMSF which reduce until more 50% of PLA2 activity. As far as its biologic activity was obtain that Media Hemolytic Doses (DH50) was 4.35µg and 67.6µg to pure enzyme and crude venom respectively, this indicate that PLA2 is 15,5 times more hemolytic than crude venom. Likewise, had demonstrated that Minimum Miotoxic Doses (MMD) is very low to PLA2 (125. 89 μg/ml) while to crude venom was 144,21 μg/ml. The enzyme’s Minimum Edematic Doses (MED) was 91.5 μg. For another hand, the PLA2 didn´t show any hemorrhagic activity until 30 μg but it showed has anticoagulant activity on citrated plasma when the PLA2 concentration was increasing. Additionally, the inmunodiffusion and inmunoelectrophoresis probes showed PLA2 had inmunogenic reactivity against anti lachesic nonovalent serum (INS-Perú), as well as a partial enzymatic activity and hemolytic neutralization.