Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Banca: Richard Charles Garrat / Banca: Antonio José da Costa Filho / Resumo: As serpentes do gênero Bothrops são de grande interesse científico, médico e social para o Brasil, visto que este gênero é responsável por cerca de 90% dos acidentes ofídicos que ocorrem em nosso país. Dois dos principais componentes do veneno desses animais são as fosfolipases A2 e as serino proteases. As fosfolipases A2 são enzimas responsáveis pela destruição da membrana celular através da hidrólise de fosfolipídios Ca2+ dependente. Uma classe destas fosfolipases, as fosfolipases homólogas (Lys49-PLA2s), que se caracteriza pela uma substituição natural na posição 49 de um resíduo de Asp para um resíduo de Lys, não apresenta atividade catalítica, mas é capaz de induzir mionecrose por um mecanismo Ca2+ independente devido, provavelmente, à resíduos da região C-terminal. Neste trabalho, através de estudos por cristalografia de raios-X de Lys49-PLA2s botrópicas nativas e quimicamente modificadas pelo brometo de p-bromofenacila (BPB), revisamos a posição da Lys122 - anteriormente apontado como um dos responsáveis ela ausência da atividade catalítica das Lys49-PLA2s por conta da hiperpolarização que causaria na ligação peptídica Cys29/Gly30 - e concluímos que, por conta de esta hiperpolarização ocorrer apenas em alguns monômeros de Lys49-PLA2s complexadas, a Lys122 não deve estar envolvida no "bloqueio" da atividade catalítica. Além disso, a comparação estrutural do loop de ligação de Ca2+ entre as Lys49 e Asp49-PLA2s nos mostra a importância da conservação da Tyr28 dentre as Asp49-PLA2s para a integridade do loop de ligação do Ca2+. Este resíduo estabiliza essa região através de uma ponte de hidrogênio com a Gly35. Nas Lys49-PLA2s, que possuem um resíduo de Asn na posição 28, não ocorre a formação dessa ponte, o que contribuiria para a desestabilização dessa região nessas proteínas ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The snakes from Botrops genus are objects with great scientific, medical and social interesting since that these snakes are responsible of 90% of snakebites in our country. Two of the main components of the venom from these animals are the phospholipases A2 and the serine proteases. The phospholipases A2 are enzymes responsible of cellular membrane disruption through phospholipids hydrolysis Ca2+-dependent. A class of these phospholipases, the homolog phospholipases (Lys49-PLA2s) that underwent a natural substitution Lys to Asp substitution in 49 position, does not show catalytic activity. However, these proteins can perform myonecrosis by a Ca2+-independent mechanism probably, due to action of C-termini region residues. In this work, by x-ray crystallography studies with bothropic Lys49-PLA2s in native and chemically modified by p-bromophenacyl bromide (BPB) forms, we revised the position of Lys122, previously pointed as one of the responsibles of Lys49-PLA2s due to hiperpolarization of its side chain on Cys29/Cys30 peptide bond. Here, we conclude that this hiperpolarization are present only in a few monomers and thus, Lys122 may not be involved in the "blocking" of catalytic activity. Furthermore, structural comparisons of Ca2+ binding loop between Lys49 and Asp49-PLA2s revels the importance of the Tyr28 residue conservation to the integrity of this region. This residue stabilizes the Ca2+ binding loop by a hydrogen bond to Gly35. In Lys49-PLA2s that have an Asn residue in 28 position, does not occur the formation of this bond, contributing to unstabilization of this region and difficulting the binding of Ca2+ cofactor. Phylogenetic studies showed that Asp49- PLA2s with reduced catalytic inactivity and capable to induce myonecrosis are phylogenetic more related to Lys49-PLA2s than to others Asp49-PLA2s, forming a ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientadora: Profa Dra Carlos Alberto Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2016. / No Brasil a especie com maior numero de registros de acidentes ofidicos e a serpente Bothrops jararaca (Bj). Os efeitos causados pelo envenenamento amplamente caracterizados sao inflamacao no local, edema, necrose tecidual no local da picada e, acoes sistemicas, como hemorragia, coagulopatia e hipotensao arterial. Os efeitos observados ocorrem em funcao da presenca de metaloproteinases, fosfolipase, disintegrinas e peptideos biologicamente ativos presentes no veneno. Apesar disso, nao ha relatos na literatura sobre os eventuais efeitos do envenenamento no sistema reprodutor masculino de pacientes acidentados. Assim, em linhas gerais, o presente estudo visa avaliar os efeitos de componentes presentes no veneno de Bj sobre o testiculo de camundongos. Animais machos (n=6 por grupo) com 2 meses de idade, com peso entre 30 e 35 g foram separados em dois grupos. No primeiro grupo, estao os animais tratados com fracao peptidica (FP), solucao contendo componentes presentes no veneno de Bj com peso molecular inferior a 10 KDa, via intratesticular (i.t) na dose de 5¿Êg diluida em 20 ¿ÊL de solucao salina em dose unica, enquanto que o outro grupo recebeu FP com concentracao de 5¿Êg diluida em 20 ¿ÊL de solucao salina durante 15 dias via intraperitoneal (i.p). Apos o periodo de tratamento, os animais foram eutanasiados e tiveram os testiculos fixados e submetidos a analises morfologica e morfotmetrica. Posteriormente, um outro grupo de animais (n=6) foi tratado via intramuscular, e fragmentos de musculo e testiculo foram submetidos a analise por FT-Raman. Os resultados mostraram que a FP, quando injetada via i.p ou via i.t, provocam intensas alteracoes no epitelio seminifero. Ainda, a FP promoveu o aumento na quantidade de alguns tipos celulares (Espermatocito paquiteno; Espermatide circular; e Figuras meioticas) com papel importante na espermatogenese quando tratados via i.p, e diminuicao no numero de celulas germinativas (Esermatocito paquiteno; Espermatide circular; Espermatogonia tipo B; e Espermatocito zigoteno) durante os estadios de espermiogenese quando tratados via i.t., sendo que os valores de celulas obtidas apresentam diferencas estatisticas com valor de p<0,05. Para avaliar os efeitos toxicologicos do veneno sobre o testiculo, foi empregada a tecnica FT-Raman, que se mostrou efetiva na caracterizacao do envenenamento analisando fragmentos de musculo estriado esqueletico, assim como, pelas analises morfologica do musculo e niveis sericos de creatino quinase. Entretanto, quando aplicada a tecnica FT-Raman na analise de testiculo, nao foi possivel identificar alteracoes que evidenciaram a acao toxicologica do veneno sobre este orgao. Apesar disso, analise dos espectros pelo estudo dos componentes principais, verificou-se diferencas no grupo tratado com veneno botropico em relacao ao controle. Assim, os dados obervados abrem possibilidades de estudo utilizando outras tecnicas para avaliar niveis de expressao de proteinas importantes que indicam eventuais comprometimentos da espermatogenese. / The Bothrops jararaca snake shows the highest number of accidents recorded by the health ministry in Brazil. The effects caused by envenomation can be characterized by edema, tissue necrosis in the local bite and, systemic actions, such as bleeding, coagulopathy and hypotension. These effects are caused by metalloproteinases, phospholipase, disintegrins andbiologically active peptides present in the venom. However, there are no reports in the literature. In the present study, we evaluated if the envenomation effects induced via i.m cause changes on the testis functionality. Male animals at 2 months of age and weighing between 30g and 35g, were divided into 2 groups. The first one received peptide fraction (FP), solution containing components present in Bj venom with a molecular weight below 10 kDa, with dose about 5ìg diluted in 20ìL of saline solution, via intratestis (i.t) in single dose, while the second group received FP 5ìg diluted in 20ìL of saline solution via intraperitoneal (i.p) once a day, during 15 days. Subsequently another group of animals was poisoned, so induced via intramuscular, and testis and muscle were collected after 24h of treatment, and the fragments were subjected to analysis by FT-Raman. FP affected the seminiferous epithelium structure in the groups treated via i.p. and via i.t. Quantitative analysis of seminiferous epithelium showed an increase of some cell types (Spermatocyte pachytene; Spermatid circular; and Meiotic figures) with an important role in spermatogenesis when treated via i.p., and decrease in the number of germ cells (Spermatocyte pachytene; Spermatid circular; Spermatogonia type B, and Spermatocyte zygotene) during the stages of spermatogenesis when treated via i.t. The differences of number of germ cells obtained between the groups show statistical diference with p value <0.05. To evaluate the toxicological effects of the poison on the testis, we used the FT-Raman. The technique was effective in muscle fragments analyses. confirming morphology analysis and the level of creatine kinase, however, when applied the FT-Raman technique in testicular analysis was not possible to identify changes that can complete toxicological poison action on this body as to derail matured germ cells, although further analysis of the spectra, which uses key components, showed differences, opening possibilities to invest time in different analyzes that can prove or disprove this hypothesis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-16Bitstream added on 2014-06-13T20:33:38Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_cah_me_botib.pdf: 1288061 bytes, checksum: 481773a993e5e2c2a2095ba6bcf346cc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As serpentes do gênero Bothrops são de grande interesse científico, médico e social para o Brasil, visto que este gênero é responsável por cerca de 90% dos acidentes ofídicos que ocorrem em nosso país. Dois dos principais componentes do veneno desses animais são as fosfolipases A2 e as serino proteases. As fosfolipases A2 são enzimas responsáveis pela destruição da membrana celular através da hidrólise de fosfolipídios Ca2+ dependente. Uma classe destas fosfolipases, as fosfolipases homólogas (Lys49-PLA2s), que se caracteriza pela uma substituição natural na posição 49 de um resíduo de Asp para um resíduo de Lys, não apresenta atividade catalítica, mas é capaz de induzir mionecrose por um mecanismo Ca2+ independente devido, provavelmente, à resíduos da região C-terminal. Neste trabalho, através de estudos por cristalografia de raios-X de Lys49-PLA2s botrópicas nativas e quimicamente modificadas pelo brometo de p-bromofenacila (BPB), revisamos a posição da Lys122 – anteriormente apontado como um dos responsáveis ela ausência da atividade catalítica das Lys49-PLA2s por conta da hiperpolarização que causaria na ligação peptídica Cys29/Gly30 – e concluímos que, por conta de esta hiperpolarização ocorrer apenas em alguns monômeros de Lys49-PLA2s complexadas, a Lys122 não deve estar envolvida no “bloqueio” da atividade catalítica. Além disso, a comparação estrutural do loop de ligação de Ca2+ entre as Lys49 e Asp49-PLA2s nos mostra a importância da conservação da Tyr28 dentre as Asp49-PLA2s para a integridade do loop de ligação do Ca2+. Este resíduo estabiliza essa região através de uma ponte de hidrogênio com a Gly35. Nas Lys49-PLA2s, que possuem um resíduo de Asn na posição 28, não ocorre a formação dessa ponte, o que contribuiria para a desestabilização dessa região nessas proteínas... / The snakes from Botrops genus are objects with great scientific, medical and social interesting since that these snakes are responsible of 90% of snakebites in our country. Two of the main components of the venom from these animals are the phospholipases A2 and the serine proteases. The phospholipases A2 are enzymes responsible of cellular membrane disruption through phospholipids hydrolysis Ca2+-dependent. A class of these phospholipases, the homolog phospholipases (Lys49-PLA2s) that underwent a natural substitution Lys to Asp substitution in 49 position, does not show catalytic activity. However, these proteins can perform myonecrosis by a Ca2+-independent mechanism probably, due to action of C-termini region residues. In this work, by x-ray crystallography studies with bothropic Lys49-PLA2s in native and chemically modified by p-bromophenacyl bromide (BPB) forms, we revised the position of Lys122, previously pointed as one of the responsibles of Lys49-PLA2s due to hiperpolarization of its side chain on Cys29/Cys30 peptide bond. Here, we conclude that this hiperpolarization are present only in a few monomers and thus, Lys122 may not be involved in the “blocking” of catalytic activity. Furthermore, structural comparisons of Ca2+ binding loop between Lys49 and Asp49-PLA2s revels the importance of the Tyr28 residue conservation to the integrity of this region. This residue stabilizes the Ca2+ binding loop by a hydrogen bond to Gly35. In Lys49-PLA2s that have an Asn residue in 28 position, does not occur the formation of this bond, contributing to unstabilization of this region and difficulting the binding of Ca2+ cofactor. Phylogenetic studies showed that Asp49- PLA2s with reduced catalytic inactivity and capable to induce myonecrosis are phylogenetic more related to Lys49-PLA2s than to others Asp49-PLA2s, forming a ...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3800.pdf: 3103184 bytes, checksum: b20924abb8bacc68de4e6fa59d95ebdd (MD5) Previous issue date: 2011-06-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work presents the study of the effects of an RGD disintegrin from Rhinocerophis alternatus (ancient Bothrops alternatus) in key steps of the metastatic cascade. Disintegrins are cysteine-rich peptides, which have several biological activities related to cell-cell interaction and cell adhesion. The correct pairing of disulfide bonds exposes the adhesive motif which confers binding specificity of disintegrins. These molecules selectively blocks the adhesive function of integrins, which directly participate in various physiological and pathological processes. In the first part of this work, we use the DisBa-01, a disintegrin from B.alternatus in fusion with 6 histidines in pET28a expression vector. The DisBa-01 in the flow system inhibited adhesion of B16F10 melanoma cells and platelets to type I collagen and activated the adhesion of B16F10 melanoma cells to type III collagen. In transmigration and adhesion of breast cancer cells MDA-MB-231, the DisBa-01 had the tendency to reduce these stages of metastatic cascade. The disintegrins have been instrumental in the development of molecules with potential therapeutic application and the effects produced by DisBa-01 in this work as well as others from our laboratory, led us in the second part of this work, the production of the disintegrin B.alternatus without the fusion peptide (called ATN) which conferred increased solubility of the disintegrin. ATN was isolated by two molecular exclusions chromatography and ion exchange chromatography and biological characterization was directed to the anti-metastatic effect of this molecule. In this sense, the ATN was unable to promote the adhesion of human erythroleukemia K562 cells, but inhibited the adhesion of tumor cells K562, B16F10 and MDA-MB-231 to fibronectin had no effect in fibroblasts. ATN is not able to detach the fibroblasts adhered to fibronectin but promotes the detachment of K562 and B16F10 cells previously adhered to fibronectin. However, it does not induce fragmentation of cellular DNA, showing no pro-apoptotic effect. In cell proliferation, the ATN has negative effect with 48 hours of incubation with B16F10 tumor cells, but fibroblasts and MDA-MB-231 this effect was not observed. By flow cytometry we observed the interaction of ATN with &#945;v&#946;3 integrin. The MDA-MB-231 Tx migration was inhibited by ATN and changed the actin cytoskeleton of these cells. However, an increased activity of MMP-9 was observed in MDA-MB-231 treated with ATN and the invasion of MDA-MB-231 was induced by the RGD disintegrin. These results encourage further studies with this disintegrin in seeking the best concentração of the disintegrin, the identification of cytotoxic activity as well as the best method of distribution of this molecule in vivo. / Este trabalho apresenta o estudo dos efeitos de uma desintegrina RGD de Rhinocerophis alternatus (antiga Bothrops alternatus) nas principais etapas da cascata metastática. Desintegrinas são peptídeos ricos em cisteína, os quais apresentam diversas atividades biológicas relacionadas à interação célula-célula e adesão celular. O pareamento correto das pontes de dissulfeto expõe o motivo adesivo, o qual confere a especificidade de ligação das desintegrinas. Estas moléculas seletivamente bloqueiam a função adesiva das integrinas, as quais participam diretamente de diversos processos fisiológicos e patológicos. Na primeira parte deste trabalho utilizamos a DisBa-01, uma desintegrina de B.alternatus fusionada com 6 histidinas em sequência referente ao peptídeo de fusão presente no vetor pET28a. A DisBa-01 em sistema de adesão sob fluxo inibiu a adesão de células de melanoma B16F10 e de plaquetas ao colágeno tipo I e ativou a adesão das células de melanoma B16F10 ao colágeno tipo III. Na transmigração e na adesão das células de câncer de mama MDA-MB-231 pelas células endoteliais, a DisBa-01 apresentou a tendência à redução destas etapas da cascata metastática. As desintegrinas têm sido instrumentos no desenvolvimento de moléculas com potencial aplicação terapêutica e juntamente com esses efeitos apresentados pela DisBa-01 neste trabalho assim como em outros de nosso laboratório, nos conduziu para a segunda parte deste trabalho, a produção da desintegrina de B.alternatus sem o peptídeo de fusão (ATN) que conferiu aumento de solubilidade da desintegrina. A ATN foi isolada através de duas cromatografias de exclusão molecular e uma cromatografia de troca de iônica e a caracterização biológica foi direcionada ao papel anti-metastático desta molécula. Neste sentido, a ATN não foi capaz de promover a adesão das células de eritroleucemia humana (K562), mas inibiu a adesão das células tumorais K562, B16F10 e MDA-MB-231 à fibronectina, mas não apresentou efeito sobre os fibroblastos. A ATN não desadere os fibroblastos aderidos à fibronectina mas, promove o descolamento das células K562 e B16F10 previamente aderidas à fibronectina. No entanto, não induz fragmentação do DNA celular, não apresentando efeito pró-apoptótico. Na proliferação celular, a ATN apresenta efeito com 48 horas de incubação com células tumorais B16F10 mas, em fibroblasto e células MDA-MB-231 esse efeito não foi observado. Por citometria de fluxo verificamos a interação da ATN com a integrina &#945;v&#946;3. A migração das células MDA-MB-231 Texas foi inibida pela ATN assim como alterou o citoesqueleto de actina destas células. No entanto, um aumento da atividade da MMP-9 foi observado nas células MDA-MB-231 tratadas com ATN assim como a invasão das células MDA-MB-231 foi induzida por esta desintegrina-RGD. Estes resultados incentivam a continuação dos estudos com esse peptídeo no sentido de buscar a melhor concentração desta desintegrina, a identificação de atividade citotóxica assim como melhor método de distribuição desta molécula in vivo.

Orientador: Ricardo J. Sawaya / Banca: Fausto Erritto Barbo / Banca: Maria Fernanda Calio / Resumo: Um dos objetivos centrais da biogeografia histórica é a reconstrução da história de um determinado táxon ou um grupo baseado em hipóteses filogenéticas. A ideia de que as relações filogenéticas fornecem informações da distribuição geográfica passada é antiga, e apenas se tornou possível com a Sistemática Filogenética de Willi Hennig. Análises de Dispersão e Vicariância (DIVA) e modelos de Dispersão, Extinção e Cladogênese (DEC) são métodos amplamente difundidos para a reconstrução da distribuição geográfica ancestral de espécies. Essas análises incluem eventos anagenéticos e cladogenéticos. Recentemente, esses métodos foram implementados em um pacote do programa R denominado BioGeoBEARS. Além dos eventos anagenéticos e cladogenéticos já implementados nas versões originais de DEC e DIVA, o BioGeoBEARS apresenta a possibilidade de incluir a dispersão em saltos, ou jump dispersal, que tem se mostrado interessante mesmo quando consideradas espécies ou grupos que habitam o continente. O grupo Bothrops alternatus é um clado monofilético recuperado em diferentes filogenias do gênero Bothrops e inclui seis espécies de jararacas que habitam principalmente áreas de vegetação aberta: B. alternatus, B. itapetiningae, B. fonsecai, B. cotiara, B. ammodytoides e B. jonathani. Os objetivos deste trabalho são: 1) inferir a origem do grupo B. alternatus; 2) compreender a diversificação e evolução da distribuição geográfica das espécies atuais e seus ancestrais hipotéticos; 3) analisar se a diversificação ocorreu a partir de áreas abertas ou florestais; e 4) entender como processos geológicos e 14 climáticos podem ter influenciado a distribuição atual do grupo. Revisamos e georreferenciamos 3.265 registros de distribuição geográfica de espécimes depositados em coleções zoológicas e dados da literatura. Utilizamos uma filogenia datada que inclui cinco das seis espécies do grupo, pois... / Abstract: One central aim of historical biogeography is the history reconstruction of a taxon or clade based on phylogenetic hypotheses. The idea that the phylogenetic relationships provide information on past geographical distribution is old, and it was only possible with the Willi Hennig's Cladistic method. Dispersal Vicariance Analysis (DIVA) and Models of Dispersal-Extinction-Cladogenesis (DEC) are among the most popular methods to reconstruct ancestral geographical distributions. Both analysis include anagenetic and cladogenetic processes. Both methods were recently implemented in the R software package BioGeoBEARS. Besides the anagenetic and cladogenetic processes of the original DEC and DIVA, BioGeoBEARS includes a parameter related to jump dispersal, that has been shown interesting even for non-insular species. The Bothrops alternatus group corresponds to a monophyletic clade, recovered in different phylogenies of the genus Bothrops and includes six lancehead snakes species that mainly inhabit open vegetation areas: B. alternatus, B. itapetiningae, B. fonsecai, B. cotiara, B. ammodytoides and B. jonathani. Our aims here are: 1) to infer the area origin of the B. alternatus group; 2) to comprehend the diversification and evolution of the geographic distribution of present species and their hypothetical ancestrals; 3) to analyze if diversification occurred in open vegetation or forested areas; and 4) to understand how geological and climatic processes may have influenced the present distribution of the group. We revised and georeferenced 3,265 records of geographic distributions of species via zoological collection records and 17 literature data. We used a phylogeny including five out six species of the group, because B. jonathani is a rare species lacking molecular data. The biogeographic units in which the species occur were delimited by intersection of geographic distribution of the species and shapefiles of provinces and Brazilian... / Mestre

Submitted by LINO FERNANDO GOMES DE LIMA (linofernando@ibb.unesp.br) on 2017-10-12T13:07:03Z No. of bitstreams: 1 TESE_DOUTORADO_LINO_FINAL_CORREÇÕES_BANCA.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-18T16:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_lfg_dr_bot.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T16:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_lfg_dr_bot.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As fosfolipases A2-like (PLA2s-like) estão entre os principais componentes de peçonhas de serpentes envolvidas no processo de envenenamento, particularmente em serpentes do gênero Bothrops. Essas toxinas promovem efeitos miotóxicos que não são neutralizados pela soroterapia convencional e podem levar até a perda do membro afetado. Os estudos estruturais, em especial a técnica de cristalografia, são uma ferramenta poderosa na compreensão da relação estrutura-função de moléculas. O presente trabalho teve por objetivo estudar estruturalmente por diferentes técnicas biofísicas (dicroísmo circular, espalhamento de luz dinâmico, Espectroscopia de fluorescência, termoforese de microescala, cristalização, coleta de dados de difração de raios-X, elucidação e análise estrutural) uma Lys-49-PLA2 da peçonha de Bothrops pauloensis, denominada BnSP-7, em suas formas nativa e complexadas com o ácido cinâmico e seus derivados, ácido cafeico e ácido p-cumárico. Adicionalmente, a mesma proteína foi estudada em sua forma recombinante. A ORF referente à BnSP-7 foi inserida no vetor a partir dos sítios de restrição EcoRI (3’ DNA) e NotI (5’ DNA). Esse inserto foi inserido em um vetor pPicZA, transformado em Pichia pastoris e induzida a expressão. Após purificação da proteína expressa, foram realizados ensaios de cristalização. Nas estruturas da BnSP-7 obtida a partir do veneno de B. pauloensis, foram encontrados ligantes na região MDoS nos três complexos elucidados, bem como a análise dos túneis revelou diferenças nas cargas positivas da BnSP-7 em comparação com outras miotoxinas. Os experimentos de termoferese revelaram que os três ligantes se ligaram à BnSP-7 com afinidades variando de 20-300 µM, sendo que a maior afinidade foi observada para o ácido cafeico, seguido pelo ácido p-cumárico e pelo ácido cinâmico. Estes dados estão de acordo com o número de interações eletrostáticas observadas nas estruturas cristalográficas. Esses resultados reforçam a importância da região MDoS no mecanismo de ação miotóxica dessas proteínas, além de fornecer dados estruturais para o desenvolvimento de inibidores mais efetivos contra os efeitos locais do acidente ofídico, não eficientemente tratado pela soroterapia convencional. / Phospholipases A2-like (PLA2-like) toxins are among the main components of snake venoms involved in the envenomation process, particularly in snakes from Bothrops genus. These toxins promote myotoxic effects that aren't neutralized by conventional serum therapy and may lead to loss of the affected limb. Structural studies, especially the crystallography technique, are powerful tools for understanding of the structure-function relationship of molecules. The aim of this work was structurally study by different biophysical techniques (circular dichroism, dynamic light scattering, fluorescence spectroscopy, microscale thermophoresis, crystallization, X-ray diffraction data, elucidation and structural analysis) a Lys-49-PLA2 of Bothrops pauloensis venom, named BnSP-7, in native form and complexed to cinnamic acid and its derivatives caffeic acid and p-coumaric acid. BnSP-7 ORF was inserted into the vector EcoRI (3 'DNA) and NotI (5' DNA) restriction sites. This insert was inserted into pPicZA vector, transformed into Pichia pastoris and induced the expression. After purification of the expressed protein, crystallization assays were performed. BnSP-7 structures complexed to the ligands were performed using B. pauloensis venom which these molecules were found interacting to MDoS region for the three complexes. Furthermore, tunnel analyses revealed differences in the positive charges of BnSP-7 compared to other myotoxins which may be related to the specificity of this toxin. Thermophesis experiments revealed that all three ligands bound to BnSP-7 with affinities ranging from 20-300 μM, in which the highest affinity was observed for caffeic acid, followed by the p-coumaric acid and by cinnamic acid. These data are in agreement with the observed number of electrostatic interactions observed in crystallographic structures. These results consolidate the importance of the MDoS region as a mechanism of myotoxic action of these proteins, in addition to providing structural data for the more effective inhibitors development against the local effects of the snakebite, not efficiently neutralized by conventional serum therapy. / CNPq: 140501/2014-2

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-10-20T15:14:03Z No. of bitstreams: 1 JulianaFelixDaSilva_DISSERT.pdf: 3172083 bytes, checksum: 0b4b23addc49fd9790ec430dc1ac0b32 (MD5) / Approved for entry into archive by clediane guedes (clediane@bczm.ufrn.br) on 2015-10-20T15:38:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JulianaFelixDaSilva_DISSERT.pdf: 3172083 bytes, checksum: 0b4b23addc49fd9790ec430dc1ac0b32 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T15:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JulianaFelixDaSilva_DISSERT.pdf: 3172083 bytes, checksum: 0b4b23addc49fd9790ec430dc1ac0b32 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Os acidentes of?dicos s?o um grave problema de sa?de p?blica. Cerca de 90 % dos casos na Am?rica Latina s?o associados a serpentes do g?nero Bothrops. Atualmente, a principal forma de tratamento dispon?vel ? a soroterapia antiveneno, que apresenta algumas desvantagens, tais como inefici?ncia quanto a efeitos locais, riscos de rea??es imunol?gicas, custo elevado e dif?cil acesso em algumas regi?es. Nesse contexto, a busca por novas alternativas para o tratamento de picadas de serpentes se faz relevante. Jatropha gossypiifolia L., esp?cie vegetal popularmente conhecida no Brasil como ?pinh?o-roxo?, ? bastante utilizada na medicina popular como antiof?dica. Portanto, o objetivo do presente estudo ? avaliar a atividade antiof?dica desta esp?cie frente ?s atividades enzim?ticas e biol?gicas do veneno da serpente Bothrops jararaca. O extrato aquoso das folhas foi preparado por decoc??o. Os estudos de inibi??o foram realizados in vitro, pr?-incubando-se quantidade fixa de veneno com diferentes quantidades do extrato por 60 min a 37?C, e in vivo, atrav?s do tratamento oral ou intraperitoneal dos animais, em diferentes doses, 60 min antes da inje??o do veneno. A atividade proteol?tica sobre a azocase?na foi eficientemente inibida, o que indica a??o inibit?ria frente metaloproteases (SVMPs) e/ou serinoproteases (SVSPs). O extrato inibiu a atividade fibrinogenol?tica, o que tamb?m foi confirmado por meio de zimografia, onde foi poss?vel visualizar que o extrato inibe preferencialmente enzimas fibrinogenol?ticas de 26 e 28 kDa. As atividades coagulante sobre o fibrinog?nio e sobre o plasma foram significativamente inibidas, sugerindo uma a??o inibit?ria sobre enzimas semelhantes ? trombina (SVTLEs), bem como sobre toxinas ativadoras de fatores da coagula??o. O extrato prolongou o tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa), o que sugere que o extrato inibe tanto SVTLEs quanto a trombina end?gena. A atividade defibrinogenante in vivo foi inibida eficientemente pelo extrato pela via oral, confirmando os resultados anteriores. A hemorragia local tamb?m foi inibida significativamente pela via oral, indicando uma a??o inibit?ria frente SVMPs hemorr?gicas. A atividade fosfolip?sica n?o foi inibida. Mesmo assim, as atividades edematog?nica e miot?xica foram eficientemente inibidas, por via oral e intraperitoneal, o que pode indicar a??o inibit?ria do extrato frente fosfolipases (PLA2) do tipo Lys49 e/ou SVMPs, ou ainda uma a??o anti-inflamat?ria contra os mediadores qu?micos end?genos. Com rela??o ao poss?vel mecanismo de a??o, observou-se que o extrato n?o apresenta atividade proteol?tica, por?m apresenta capacidade de precipitar prote?nas. Adicionalmente, o extrato apresentou significativa atividade antioxidante em diferentes modelos, o que pode justificar ao menos parcialmente a atividade antiof?dica apresentada. A atividade quelante de metais apresentada pelo extrato pode ser correlacionada ? inibi??o de SVMPs, uma vez que estas s?o enzimas dependentes de metais. A an?lise fitoqu?mica revelou a presen?a de a??cares, alcaloides, flavonoides, taninos, terpenos e/ou esteroides e prote?nas, dos quais os flavonoides podem ser apontados como compostos majorit?rios, tendo em vista o perfil cromatogr?fico obtido por cromatografia em camada delgada (CCD). Em conclus?o, os resultados demonstram que o decocto das folhas de J. gossypiifolia apresenta potencial atividade antiof?dica, inclusive atuando sobre os efeitos locais da picada, sugerindo que esta esp?cie pode ser utilizada como uma nova fonte de mol?culas bioativas contra venenos botr?picos. / Antiophidic activity from decoct of Jatropha gossypiifolia L. leaves against Bothrops jararaca venom. Snakebites are a serious worldwide public health problem. In Latin America, about 90 % of accidents are attributed to snakes from Bothrops genus. Currently, the main available treatment is the antivenom serum therapy, which has some disadvantages such as inability to neutralize local effects, risk of immunological reactions, high cost and difficult access in some regions. In this context, the search for alternative therapies to treat snakebites is relevant. Jatropha gossypiifolia L., a medicinal plant popularly known in Brazil as ?pinh?o-roxo?, is very used in folk medicine as antiophidic. So, the aim of this study is to evaluate the antiophidic properties of this species against enzymatic and biological activities from Bothrops jararaca snake venom. The aqueous leaf extract of J. gossypiifolia was prepared by decoction. The inhibition studies were performed in vitro, by pre-incubation of a fixed amount of venom with different amounts of extract from J. gossypiifolia for 60 min at 37 ?C, and in vivo, through oral or intraperitoneal treatment of animals, in different doses, 60 min before venom injection. The proteolytic activity upon azocasein was efficiently inhibited, indicating inhibitory action upon metalloproteinases (SVMPs) and/or serine proteases (SVSPs). The extract inhibited the fibrinogenolytic activity, which was also confirmed by zymography, where it was possible to observe that the extract preferentially inhibits fibrinogenolytic enzymes of 26 and 28 kDa. The coagulant activity upon fibrinogen and plasma were significantly inhibited, suggesting an inhibitory action upon thrombin-like enzymes (SVTLEs), as well as upon clotting factor activators toxins. The extract prolonged the activated partial thromboplastin time (aPTT), suggesting an inhibitory action toward not only to SVTLEs, but also against endogenous thrombin. The defibrinogenating activity in vivo was efficiently inhibited by the extract on oral route, confirming the previous results. The local hemorrhagic activity was also significantly inhibited by oral route, indicating an inhibitory action upon SVMPs. The phospholipase activity in vitro was not inhibited. Nevertheless, the edematogenic and myotoxic activities were efficiently inhibited, by oral and intraperitoneal route, which may indicate an inhibitory effect of the extract upon Lys49 phospholipase (PLA2) and/ or SVMPs, or also an anti-inflammatory action against endogenous chemical mediators. Regarding the possible action mechanism, was observed that the extract did not presented proteolytic activity, however, presented protein precipitating action. In addition, the extract showed significant antioxidant activity in different models, which could justify, at least partially, the antiophidic activity presented. The metal chelating action presented by extract could be correlated with SVMPs inhibition, once these enzymes are metal-dependent. The phytochemical analysis revealed the presence of sugars, alkaloids, flavonoids, tannins, terpenes and/or steroids and proteins, from which the flavonoids could be pointed as major compounds, based on chromatographic profile obtained by thin layer chromatography (TLC). In conclusion, the results demonstrate that the J. gossypiifolia leaves decoct present potential antiophidic activity, including action upon snakebite local effects, suggesting that this species may be used as a new source of bioactive molecules against bothropic venom.

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Tityus serrulatus ? considerado o escorpi?o mais venenoso da America do Sul, devido ? alta toxicidade do seu veneno, respons?vel por causar acidentes graves, principalmente em crian?as. A esp?cie Bothrops jararaca ? uma serpente que possui no seu veneno uma mistura complexa de enzimas, pept?deos e outras mol?culas. As toxinas do veneno de B. jararaca induzem respostas inflamat?rias locais e sist?micas. O tratamento de escolha para os casos graves de envenenamento ? a administra??o intravenosa do antiveneno especifico. Por?m, nem sempre esse tratamento est? acess?vel para os moradores de zonas rurais, que fazem uso de extratos de plantas medicinais. Nesse contexto, extratos aquosos, fra??es e compostos isolados de Aspidosperma pyrifolium (pereiro) e Ipomoea asarifolia (salsa), usadas na medicina popular, foram objeto de estudo deste trabalho para avaliar a atividade anti-inflamat?ria nos modelos de peritonite induzida por carragenina e peritonite induzida pelo veneno de T. serrulatus (VTs), e nos no modelo de edema local e infiltrado inflamat?rio induzido pelo veneno de B. jararaca, administrados pela via intravenosa. Os resultados dos ensaios de citotoxidade utilizando o ensaio MTT demonstraram que os extratos aquosos das esp?cies vegetais apresentaram baixa toxicidade para c?lulas provenientes de fibroblasto de embri?o de camundongo (3T3). A an?lise qu?mica dos extratos por Cromatografia L?quida de Alta Efici?ncia revelou a presen?a do flavon?ide rutina, na A. pyrifolium, e rutina, ?cido clorog?nico e ?cido caf?ico, na I. asarifolia. Quanto ? avalia??o farmacol?gica, os resultados demonstraram que o pr?-tratamento com extratos aquosos e fra??es reduziram a migra??o de leuc?citos totais para a cavidade abdominal no modelo de peritonite causada por carragenina e no modelo de peritonite induzida por veneno de T. serrulatus. Ainda, esses grupos apresentaram atividade antiedematog?nica, no modelo de edema local causado pelo veneno de B. jararaca, e reduziram o infiltrado inflamat?rio para o m?sculo. Os soros (antiaracn?dico e anti-botr?pico) espec?ficos para cada veneno atuaram inibindo a a??o inflamat?ria dos venenos e foram utilizados como controles. Os compostos identificados nos extratos, rutina, ?cido clorog?nico e ?cido caf?ico, tamb?m foram testados e, assim como os extratos das plantas, exibiram efeitos anti-inflamat?rios significativos, nas doses testadas. Dessa forma, esses resultados d?o evid?ncias, ?s plantas estudadas, de potencial atividade anti-inflamat?ria. Esse ? o primeiro estudo que avaliou os poss?veis efeitos terap?uticos de A. pyrifolium e I. asarifolia, mostrando o potencial terap?utico que essas esp?cies possuem. / Envenomation caused by venomous animals, mainly scorpions and snakes, are a serious matter of public health. Tityus serrulatus is considered the most venomous scorpion in South America because of the high level of toxicity of its venom. It is responsible for causing serious accidents, mainly with kids. The species Bothrops jararaca is a serpent that has in its venom a complex mixture of enzyme, peptides and other molecules. The toxins of the venom of B. jararaca induce local and systemic inflammatory responses. The treatment chosen to serious cases of envenomation is the intravenous administration of the specific antivenom. However, the treatment is not always accessible to those residents in rural areas, so that they use medicinal plant extracts as the treatment. In this context, aqueous extracts, fractions and isolated compounds of Aspidosperma pyrifolium (pereiro) and Ipomoea asarifolia (salsa, salsa-brava), used in popular medicine, were studied in this research to evaluate the anti-inflammatory activity in the peritonitis models induced by carrageenan and peritonitis induced by the venom of the T. serrulatus (VTs), and in the local oedema model and inflammatory infiltrate induced by the venom of the B. jararaca, administrated intravenously. The results of the assays of cytotoxicity, using the MTT, showed that the aqueous extracts from the plant species presented low toxicity to the cells that came from the fibroblast of the mouse embryo (3T3).The chemical analysis of the extracts by High Performance Liquid Chromatography revealed the presence of the rutin flavonoid, in A. pyrifoliu, and rutin, clorogenic acid and caffeic acid, in I. asarifolia. Concerning the pharmacological evaluation, the results showed that the pre-treatment using aqueous extracts and fractions reduced the total leukocyte migration to the abdominal cavity in the peritonitis model caused by the carrageenan and in the peritonitis model induced by the T. serulatus venom. Yet, these groups presented anti-oedematous activity, in the local oedema model caused by the venom of the B. jararaca, and reduced the inflammatory infiltrate to the muscle. The serum (anti-arachnid and anti-bothropic) specific to each venom acted inhibiting the inflammatory action of the venoms and were used as control. The compounds identified in the extracts were also tested and, similar to the plant extracts, showed meaningful anti-inflammatory effects, in the tested doses. Thus, these results are indicating the potential anti-inflammatory activity of the plants studied. This is the first research that evaluated the possible biological effects of the A. pyrifolium and I. asarifolia, showing the biological potential that these species have.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:05:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1817_1.pdf: 544861 bytes, checksum: 273b8fd85ce7e992f4b4753d8bac0934 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / A espécie Bothrops erythromelas, conhecida em Pernambuco como jararaca malha-de-cascavel, está amplamente distribuída na Região Nordeste do Brasil. A hemorragia é um dos sintomas mais característicos do envenenamento botrópico, especialmente em Pernambuco. A ação hemorrágica ocorre devido a um grupo de metaloproteínas zinco-dependentes, denominadas hemorraginas, que agem diretamente na parede dos vasos sanguíneos, sendo divididas em 4 classes de acordo com a massa molecular. O objetivo deste trabalho foi purificar e caracterizar duas hemorraginas de alta massa molecular da peçonha de Bothrops erythromelas (pBe). Para tanto, 865 mg de pBe foram aplicados em coluna de gel filtração Sephacryl S-200 equilibrada com tampão acetato de amônio 50mM contendo 0,3 M de NaCl, pH 5,0, sendo as frações analisadas quanto a intensidade de atividade hemorrágica em camundongos. A fração com maior atividade foi aplicada em coluna Mono Q 5/50 equilibrada com tampão Tris-HCl 100mM, pH 8,0 e eluída em gradiente não linear de NaCl 2M. Os tubos 9 e 18 provenientes da troca iônica foram recromatografados, separadamente, em coluna de gel filtração TSK G-2000 SW equilibrada com tampão acetato de amônio 150 mM, pH 5,0. As toxinas purificadas tiveram sua massa molecular estimada em 55 KDa segundo EGPA-SDS em condições redutoras e foram completamente inibidas por EDTA. Em conclusão, duas novas metaloproteinases hemorrágicas da classe P-III, denominadas berythrogina 1 e berythrogina 2, foram purificadas da peçonha de Bothrops erythromelas

Orientador: Marcos Hikari Toyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_FabioHenriqueRamos_D.pdf: 9330688 bytes, checksum: 3849f7f19f623ba248060731c3752b2e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Mionecrose e edema são dois dos efeitos de fosfolipases A2 secretórias (sPLA2s) de serpents do genero Bothrops, BjVIII é uma nova Lys49 PLA2 miotóxica isolada do veneno de Bothrops jararacussu que exibe efeitos atípicos na agregação plaquetária humana e aumenta a secreção de insulina. Nestes estudos, demonstramos que BjVIII aumenta a liberação de insulina das células beta do pâncreas e induz a agregação plaquetária. Utilizando degradação de Edman e seqüenciamento de aminoácidos de novo por massa, nós determinamos a seqüência primária completa de BjVIII. Esta análise revelou uma mudança do aminoácido G35K na BjVIII, que difere da seqüência de BthTX-I, PrTX-I e PrTX-II e podem estar relacionados com as diferenças observadas na atividade biológica entre BjVIII e outras Lys49 sPLA2. Estes resultados indicam que além da região C-terminal e B-wing de PLA2, o laço de ligação do cálcio na BjVIII deve ser considerada uma importante região envolvida nos efeitos farmacológicos das isoformas Lys49 sPLA2 do gênero Bothrops. Para entender melhor o modo de ação da BjVIII, estudos cristalográficos foram iniciados. Duas formas de cristais foram obtidos, ambos contendo duas moléculas na unidade assimétrica (ASU). Dados de difração de radiação síncrotron foram coletados a 2,0 °A e 1,9 °A de resolução para os cristais que pertencem ao grupo espacial P212121 (a = 48:4 ° A, b = 65:3 ° A, c = 84:3 ° A) e grupo espacial P3121 (a = b = 55:7 º A, c = 127:9 ° A), respectivamente. Nós apresentamos uma caracterização cristalográfica detalhada de BjVIII. A estrutura foi resolvida em dois grupos de espaço diferentes, onde uma densidade de elétrons inesperada foi supostamente modelada no sítio ativo como uma molécula de ácido lisofosfatidico ao qual foi atribuído o efeito atípico de agregação plaquetária. Além disso, os estudos de bioinformática e comparações moleculares com outras PLA2s mostraram a conservação evolutiva dos mecanismos catalíticos e possibilitou a identificação do mesmo sitio miotóxico recentemente propostos para Lys49-PLA2s. Estrutura cristalográfica de BjVIII e análises do modelo realizadas em nossos estudos têm contribuído para uma melhor compreensão da ação farmacológica de fosfolipases A2. As cumarinas, são compostos químicos encontrados em muitas plantas e sintetizados em laboratórios, tem valor clínico, como precursor de vários fármacos anticoagulantes e antiinflamatórios. Nós caracterizamos os efeitos de duas cumarinas sintéticas, etil 2-oxo-2Hcromeno- 3-carboxilato (EHCC) e ácido 7-hidroxi-2-oxo-2H-cromeno-3-carboxílico (HHCC), sobre a estrutura, e as propriedades biológica e farmacológicas de BjVIII. Os resultados de espectroscopia de fluorescência intrínseca e estudos de dicroísmo circular indicaram que ambos os compostos induzem uma desestruturação parcial da proteína. A análise de aminoácidos revelou que o tratamento com EHCC (BjVIII-EHCC) e HHCC (BjVIII- HHCC) induzem a modificação de aminoácidos da BjVIII. Além disso, observamos uma redução do edema, mionecrose, agregação plaquetária, estimulação da secreção de insulina e atividade antibacteriana induzida por BjVIII após o tratamento com essas cumarinas. Tomados em conjunto, nossos resultados indicam que EHCC e HHCC induzem uma modificação estrutural irreversível na BjVIII que leva a uma diminuição nas atividades farmacológicas e biológicas induzidas por BjVIII nativa. / Abstract: Myonecrosis and edema are two of the effects of the secretory phospholipases A2 (sPLA2s) of Bothrops jararacussu snake venom, BjVIII is a new myotoxic Lys49-PLA2 isolated from Bothrops jararacussu venom that exhibits atypical effects on human platelet aggregation and increases insulin secretion. In these studies, we demonstrate BjVIII also enhances insulin release from pancreatic beta cells and induces platelet aggregation. Using both Edman degradation and de novo amino acid sequencing by mass, we determined the complete primary sequence of BjVIII. This analysis showed a G35K amino acid change in BjVIII, which differs from the sequences of BthTx-I, PrTx-I, and Prtx-II and may relate to the observed differences in biological activities among BjVIII and other Lys49 sPLA2. These results indicate that besides the C-terminal region and B-wing of PLA2, the calcium binding loop in BjVIII should be considered an important region involved in the pharmacological effects of Lys49 sPLA2 isoforms from the Bothrops genus. To better understand the mode of action of BjVIII, crystallographic studies were initiated. Two crystal forms were obtained, both containing two molecules in the asymmetric unit (ASU). Synchrotron radiation diffraction data were collected to 2.0 °A resolution and 1.9 °A resolution for crystals belonging to the space group P212121 (a = 48:4 ° A, b = 65:3 ° A, c = 84:3 ° A) and space group P3121 (a = b = 55:7 ° A, c = 127:9 ° A), respectively. We present a detailed crystallographic characterization of BjVIII. Structure was solved in two different space groups where an unexpected electron density in the active site was putatively modeled as a lysophosphatidic acid molecule to which has been attributed the atypical platelet aggregation effect. In addition, bioinformatics studies and molecular comparisons with other PLA2s have shown the evolutionary conservation of the catalytic machinery and enabled the identification of the same myotoxic site recently proposed for Lys49-PLA2S. BjVIII crystallographic structures and model analyses performed in our studies have contributed to a better understanding of the pharmacological action of phospholipases A2. Coumarin, a chemical compound found in many plants and synthesized in chemical laboratories, has clinical value as the precursor for several experimental anticoagulants and anti-inflammatory drugs. We characterized the effects of two synthetic coumarins, ethyl 2-oxo- 2H-chromene-3-carboxylate (EHCC) and 7-hydroxy-2-oxo-2H-chromene-3-carboxylic acid (HHCC), on the structural, biological, and pharmacological properties of BjVIII. The spectroscopic results from intrinsic fluorescence and circular dichroism studies indicated that both compounds induced partial protein unfolding. Amino acid analysis revealed that treatment with EHCC (BjVIII-EHCC) and HHCC (BjVIII-HHCC) induced amino acid modification of BjVIII. Furthermore, we observed a reduction of BjVIII-induced edema, myonecrosis, platelet aggregation, stimulation of insulin secretion, and antibacterial activity following treatment with these coumarins. Taken together, our results indicate that EHCC and HHCC induce an irreversible structural modification in the folding that leads to a decrease in pharmacological and biological activities induced by native BjVIII. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular