Fosfolipases A2 constituem uma família de enzimas interfaciais que catalisam a hidrólise de fosfolipídios de membrana na posição sn-2. Nas fosfolipases cataliticamente ativas (FLA2 D49), o resíduo Asp49 possui um importante papel na coordenação do íon cálcio divalente que auxilia na estabilização do intermediário tetraédrico. Nesse trabalho, foram realizadas simulações por dinâmica molecular (DM) de uma fosfolipase secretada de veneno de Agkistrodon halys pallas utilizando como solventes: água, metanol e octanol. Devido à baixa afinidade do íon cálcio em ambientes aquosos, diferentes forças de restrição foram aplicadas nesse íon e mediu-se o comportamento desse, através da variação da sua distância em relação ao resíduo Asp49. Todas as simulações foram realizadas por um período de tempo de 5 ns, somando um total de 45 ns de simulação, utilizando o pacote GROMACS implementado com o campo de força GROMOS96 43a2. Os resultados mostraram uma série de mudanças conformacionais importantes na fosfolipase durante a sua aproximação à superfície da membrana, como o aumento da área acessível ao solvente e a reorientação de cadeias laterais de resíduos com importância catalítica. Os dados obtidos com as simulações foram utilizados para propor um modelo interfacial de ativação para FLA2sv. Desta forma, os principais eventos associados com a ativação de FLA2sv envolvem: a) a reorganização da alça de coordenação de cálcio na proximidade da membrana, seguida pela captura do íon Ca2+; b) a reorientação da cadeia lateral de Trp31, que irá definir um novo sítio de especificidade para a cadeia fosfolipídica; c) a redução da distância entre os resíduos His48 e Asp49, para aumentar a nucleofilicidade da His48; d) a reorientação da cadeia lateral do resíduo Lys69 concomitante com a projeção da alça-69 para o solvente, resultando no aumento da acessibilidade ao sítio ativo. Assim, esses resultados, em adição ao conhecimento bioquímico e a dados cristalográficos, abrem acesso a uma compreensão mais detalhada dos mecanismos moleculares associados com a ação de fosfolipases A2. / Phospholipases A2 (PLA2) are interfacial active enzymes that catalyze hydrolysis at the sn-2 position of membrane phospholipids. In the catalytic active PLA2 (D49 PLA2), the Asp49 residue plays a key role in the coordination of the calcium ion that assists in the stabilization of the transition state intermediary. Despite the catalytic importance of Ca2+, it has low affinity for the sPLA2 active site. Molecular dynamics simulations of a D49 svPLA2 from Agkistrodon halys pallas were performed in aqueous environment, methanol and octanol. Because of the svPLA2 low affinity for the calcium ion in aqueous systems, different restrain forces were applied on Ca2 + and evaluated with respect to ion coordination with key residues. All simulations were performed for a time period of 5 ns using the GROMACS package with GROMOS96 43a2 force field. The results have showed a series of important conformation changes of sPLA2v during its approaches to membrane surface, as the increase of the solvent accessible surface area and the reorientation of side chains of residues of catalytic importance. Analyses of the simulations data were utilized to propose an interfacial activation model for svPLA2. According, the principal events associated with svPLA2 activation involve: a) the reorganization of calcium binding loop at membrane proximity followed by the Ca2+ up take; b) side chain reorientation of Trp31, which will define a new specificity pocket for the phospholipid chain; c) reduction of the distance between His48 and Asp49, in order to increase the nucleophilicity of His48; d) side chain reorientation of Lys69 concomitant with the projection of the 69-loop to solvent resulting in an increase of the active site accessibility. These results, in addition with biochemical and crystallographic data knowledge, open access to a more detailed understanding for the molecular mechanism associated with the interfacial activation of phospholipases A2.

OGATA, Miriam Camargo Guarnieri, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: GUARNIERI, Miriam Camargo / Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-10-05T20:11:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Rafaela Mota Gonzaga.pdf: 2557106 bytes, checksum: 947b0b8999788f6e9f90333ff5ea6877 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-14T19:23:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Rafaela Mota Gonzaga.pdf: 2557106 bytes, checksum: 947b0b8999788f6e9f90333ff5ea6877 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T19:23:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Ana Rafaela Mota Gonzaga.pdf: 2557106 bytes, checksum: 947b0b8999788f6e9f90333ff5ea6877 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / CAPES / Crotalus durissus cascavella é uma subespécie endêmica da região Nordeste do Brasil, cuja peçonha difere das demais subespécies do país pela ausência de crotamina e alta concentração de fosfolipases A₂ (PLA₂) ácidas. Neste estudo, duas novas PLA₂s ácidas, denominadas Cdca-I-PLA₂ e Cdca-II-PLA₂, foram purificadas da peçonha de C. d. cascavella através de duas e três etapas cromatográficas, respectivamente. A pureza e homogeneidade de ambas fosfolipases foram determinadas por SDS-PAGE e espectrometria de massa, apresentando uma banda única e massa de 14.247 Da (Cdca-IPLA₂) e 14.418 Da (Cdca-II-PLA₂). Ambas fosfolipases foram ativas sobre 4-nitro-3- ácido octanoil benzóico, apresentando atividade específica de 11,51 ± 0,50 U/mg e 26,75 ± 0,15 U/mg, Km = 0,2280 mM e 0,3993 mM e Vmax = 13,15 nmol×min⁻¹mg⁻¹ e 39,68 nmol×min⁻¹mg⁻¹, respectivamente. Ambas não apresentaram atividade sobre BApNA. A Cdca-I-PLA₂ apresentou atividade hemaglutinante na dose de 15 μM, enquanto a Cdca- II-PLA₂ apresentou atividade sobre substrato fluorogênico de trombina nas doses de 15 μM e 30 μM. As Cdca-I-PLA₂ e Cdca-II-PLA₂ reduziram a agregação plaquetária induzida por colágeno, adrenalina e ácido araquidônico, porém as duas enzimas (20 μM) não reduziram a agregação quando ADP foi utilizado como agonista. Cdca-I-PLA₂ apresentou atividade dose resposta como agonista de agregação em plaquetas lavadas e reduziu significativamente a atividade agregante plaquetária da trombina. Cdca-I-PLA₂ apresentou maior atividade anticoagulante, prolongando os tempos de protrombina (TP; 30 μM; R = 22) e tromploplastina parcial ativada (TTPa; 30 μM; R = 10), porém não promoveu alteração do tempo de trombina (TT) na dose de 10 μM. Cdca-II-PLA₂ prolongou discretamente o TP (30 μM; R = 2) e TTPa (30 μM; R = 1,5) e significativamente o TT (20 μM; R = 7). Desta forma, nossos resultados sugerem que a Cdca-I-PLA₂ é uma quimerolectina anticoagulante com importante atividade sobre agregação plaquetária, enquanto Cdca-II-PLA₂ possui alta atividade enzimática, inibe tanto a agregação plaquetária quanto a coagulação, agindo como inibidor de trombina por meio da sua ligação com o fibrinogênio. / Crotalus durissus cascavella is ana endemic subspecie from Northeast region of Brazil, whose venom differs from the other subspecies of the country due to the absence of crotamine and high concentration of acidic phospholipase A₂ (PLA₂). In this study, two new acidic PLA₂s, named Cdca-I-PLA₂ and Cdca-II-PLA₂, were purified from C. d. cascavella venom by two and three chromatographic steps, respectively. The purity and homogeneity of both phospholipases were determined by SDS-PAGE and mass spectrometry, showing a single band and molecular mass of 14.247 Da (Cdca-I-PLA₂) and 14.418 Da (Cdca-II-PLA₂). Both PLA₂s were active on 4-Nitro-3-(octanoyloxy) benzoic, presenting specific activity of 11,51 ± 0,50 U/mg and 26,75 ± 0,15 U/mg, Km = 0,2280 mM and 0,3993 mM and Vmax = 13,15 nmol×min⁻¹mg⁻¹ and 39,68 nmol×min⁻¹mg⁻¹, respectively. Both had no activity on BApNA. The Cdca-I-PLA₂ showed hemagglutinating activity at the dose of 15 μM, while Cdca-II-PLA₂ showed activity on fluorogenic thrombin substrate at the doses of 15 μM e 30 μM. The Cdca-I-PLA₂ and Cdca-II-PLA₂ reduced platelet aggregation induced by collagen, adrenaline and arachidonic acid, but the two enzymes (20 μM) did not reduce aggregation when ADP was used as an agonist. Cdca-I-PLA₂ showed dose response activity as agonist of aggregation in washed platelets and significantly reduced thrombin platelet aggregation activity. Cdca-I-PLA₂ presented higher anticoagulant activity, prolonging prothrombin time (PT; 30 μM; R = 22) and activated partial thromboplastin time (aPTT; 30 μM; R = 10), but did not promote a change in thrombin time (TT) at a dose of 10 μM. Cdca-IIPLA₂ prolonged discreetly the PT (30 μM; R = 2) and the aPTT (30 μM; R = 1.5) and significantly prolonged the TT (20 μM; R = 7). Thus, our results suggest that Cdca IPLA₂ is an anticoagulant chimerolectin with important activity on platelet aggregation, while Cdca-II-PLA₂ has high enzymatic activity, inhibit both platelet aggregation and cloagulation, acting as thrombin inhibitor through its biding to fibrinogen.

Orientadores: Sergio Marangoni, Stephen Hyslo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beghini_DanielaGois_D.pdf: 1308184 bytes, checksum: 582d335118571519295c9a3f39074588 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Crotoxina, a principal neurotoxina do veneno das cascavéis Crotalus durissus terrificus e Crotalus durissus cascavella, é um complexo protéico que contém uma fosfolipase A2 (PLA2) básica e uma proteína ácida, crotapotina. O veneno e a crotoxina purificada do veneno de C. d. cascavella foram estudados quanto aos efeitos neurotóxico e miotóxico na preparação biventer cervicis de pintainho. O veneno e a crotoxina mostraram bloqueio neuromuscular nessa preparação em concentrações tão baixas quanto 0,2 mg/ml e 1 mg/ml. Quanto ao efeito miotóxico, a mionecrose foi mais marcante com altas concentrações de veneno e crotoxina (1, 5 e 25 mg/ml). Assim, o veneno de C. d. cascavella e sua crotoxina possuem um efeito neurotóxico preponderante e bastante potente nessa preparação, e uma ação miotóxica que foi observada somente em altas concentrações. Para melhor entender o mecanismo de neutralização da crotoxina por anticorpos foram produzidos antissoros específicos contra a crotoxina e PLA2 do veneno de C. d. cascavella. O título de anticorpos e a especificidade dos antisoros produzidos foram avaliados por ELISA e immunoblotting, respectivamente. A neutralização da atividade neurotóxica foi avaliada por intermédio de técnica miográfica nas preparações biventer cervicis de pintainho e nervo frênico diafragma de camundongo. A capacidade neutralizante dos antissoros na preparação de camundongo foi comparável à do soro comercial anticrotálico produzido contra o veneno de C. d. terrificus. O antissoro anti-crotoxina foi um pouco menos potente do que o antissoro anti-PLA2 no processo de neutralização e isso confirma o papel central da PLA2 no mecanismo de neurotoxicidade da crotoxina. Neste trabalho, nós também avaliamos a habilidade do antissoro produzido em coelho contra a crotapotina do veneno C. d. cascavella em neutralizar a neurotoxicidade e miotoxicidade deste veneno e crotoxina, e inibir a atividade enzimática do complexo crotoxina e da PLA2. Este antissoro neutralizou parcialmente o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno e crotoxina na preparação frênico nervo-diafragma de camundongo, sem prevenir o dano morfológico resultante ou inibir a atividade fosfolipásica. Em contraste, antissoros contra a PLA2 e crotoxina neutralizaram o bloqueio neuromuscular e a atividade enzimática efetivamente. A neutralização parcial do bloqueio neuromuscular pelo anti-crotapotina sugere que este antissoro pode prevenir a interação da crotoxina com seu receptor causando dissociação do complexo crotoxina por se ligar a crotapotina. Neste estudo, nós também examinamos a habilidade dos antissoros contra a crotoxina e PLA2 em neutralizar a neurotoxicidade dos venenos de Crotalus durissus terrificus e Bothrops jararacussu e suas principais toxinas na preparação frênico nervo-diafragma de camundongo. Immunoblotting mostrou que o anti-crotoxina de C. d. cascavella reconheceu a crotoxina de C. d. terrificus e BthTX-I de B. jararacussu, enquanto que o antissoro contra a PLA2 reconheceu a PLA2 de C. d. terrificus e a BthTX-I de B. jararacussu. ELISA confirmou esta reatividade cruzada. Estes antissoros neutralizaram eficazmente o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno e crotoxina de C. d. terrificus na preparação de camundongo em proporções semelhantes às usadas para neutralizar o veneno e a crotoxina de C. d. cascavella. Anti-crotoxina e anti-PLA2 também neutralizaram eficientemente o bloqueio produzido pelo veneno e principal toxina de Bothrops jararacussu, porém doses mais altas dos antissoros foram necessárias para essa neutralização. Então, os resultados mostram reatividade cruzada entre esses venenos e suas toxinas principais e também mostra que o antissoro produzido contra PLA2 eficazmente neutraliza a neurotoxicidade dos venenos de C. d. terrificus e B. jararacussu e suas toxinas PLA2. Esses resultados, portanto, confirmam o importante papel da PLA2 no mecanismo de neurotoxicidade dos venenos / Abstract: Crotoxin, the main neurotoxin from venom of the rattlesnakes Crotalus durissus terrificus and Crotalus durissus cascavella, is a protein complex that contains a phospholipase A2 (PLA2) basic and an acid protein, crotapotin. The venom and the purified crotoxin from C. d. cascavella venom were studied with relationship to the neurotoxic and myotoxic effects in the chick biventer cervicis preparation. The venom and crotoxin showed neuromuscular blockade in this preparation at doses as low as 0,2 mg/ml and 1 mg/ml. With relationship to the myotoxic effect, the myonecrosis was stronger with higher doses of venom and crotoxin (1, 5 and 25 mg/ml). These results showed that the C. d. cascavella venom and its crotoxin possess a preponderant and quite potent neurotoxic effect in this preparation, and a myotoxic action that was observed only at higher doses. To clarify the crotoxin neutralization mechanism by antibodies, specific anti-sera was produced against the crotoxin and PLA2 from C. d. cascavella venom. The title of antibodies and specificity of the anti-sera raised in rabbits were tested by ELISA and immunoblotting, respectively. The neutralization of the neurotoxic activity was evaluated through myoghraphic technique in the chick biventer cervicis and mouse phrenic nerve diaphragm preparations. The neutralizing capacity of the anti-sera against crotoxin and PLA2 in the mouse preparation was comparable to the commercial crotalic antiserum produced against the C. d. terrificus venom. The anti-crotoxin anti-sera was a little less potent than the anti-PLA2 and this confirms the central role of PLA2 in the mechanism of neurotoxicity of the crotoxin. In this work, we also examined the ability of rabbit anti-serum raised against crotapotin purified from Crotalus durissus cascavella venom to neutralize the neurotoxicity and myotoxicity of this venom and crotoxin, and to inhibit the enzymatic activity of the crotoxin complex and PLA2 alone. This anti-serum to crotapotin partially neutralized the neuromuscular blockade caused by venom and crotoxin in electrically stimulated mouse phrenic nerve-diaphragm preparations, without preventing the resulting morphological damage or inhibiting the PLA2 activity. In contrast, rabbit anti-sera to PLA2 and crotoxin effectively neutralized the neuromuscular and PLA2 activities. The partial neutralization of the neurotoxicity of crotoxin by the anti-serum to crotapotin suggested that this anti-serum may prevent the interaction of intact crotoxin with its recceptor by causing dissociation of the crotoxin complex through binding to crotapotin. In this study, we also examined the ability of anti-sera raised against crotoxin and PLA2 to neutralize the neurotoxicity of Crotalus durissus terrificus and Bothrops jararacussu venoms and their major toxins, crotoxin and bothropstoxin-I (BthTX-I), respectively, in mouse isolated phrenic nerve-diaphragm preparations. Immunoblotting showed that anti-serum to crotoxin from C. d. cascavella recognized crotoxin from C. d. terrificus and BthTX-I from B. jararacussu, while anti-serum to PLA2 from C. d. cascavella recognized PLA2 from C. d. terrificus and BthTX-I from B. jararacussu. ELISA corroborated this cross-reactivity. These anti-sera efficiently neutralized the neuromuscular blockade caused by venom and crotoxin from C. d. terrificus in mouse preparation in similar proportions used to neutralize the venom and crotoxin from C. d. cascavella. Anti-crotoxin and anti-PLA2 anti-sera also efficiently neutralized this blockade produced by venom and main toxin of Bothrops jararacussu, bothropstoxin-I (BthTX-I), however higher doses of anti-sera was necessary for this neutralization. Therefore, the results show cross-reactivity between these venoms and its main toxins and also shown that anti-serum produced against PLA2 efficiently neutralized the neurotoxicity of C. d. terrificus and B. jararacussu venoms and their PLA2 toxins. These results confirms the important role of PLA2 in the neurotoxicity mechanism of the venoms / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Sergio Marangoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T15:45:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Calgarotto_AndranaKarla_M.pdf: 1035943 bytes, checksum: f942243a78f40f0df6fd6b1150c07714 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Bothrops moojeni é uma espécie de serpente de grande importância devido a sua ampla distribuição na América do Sul e Central além dos quadros clínicos que o veneno causa. Dentre as espécies peçonhentas brasileiras o gênero Bothrops é o mais numeroso e é o que apresenta os maiores índices de notificações relacionados a acidentes ofídicos. Os venenos de serpentes possuem uma mistura de substâncias biologicamente ativas sendo a maior parte composta por proteínas. Fosfolipases A2 (PLA2), proteínas presentes no veneno de serpentes, agem hidrolisando fosfolipídios de membrana na posição sn2 liberando lisofosfolipídios e ácidos graxos, além de exibir uma ampla variedade de efeitos farmacológicos. A isoforma de fosfolipase A2 (PLA2), denominada BmTX-I foi isolada através de um sistema de cromatografia em HPLC utilizando uma coluna de fase reversa µ-Bondapak C18. O alto grau de pureza foi confirmado através de eletroforese em SDS-PAGE Tricina (16,5%) e também através da determinação da massa molecular (14,238.71 Da) por espectrometria de massas (MALDI Tof). A caracterização cinética da BmTX-I PLA2 (Asp49) mostrou que tal isoforma é altamente estável e apresenta um pH ótimo de 8,0 e temperatura de 37º C. Frente a diferentes concentrações do substrato ácido 4-nitro-3-(octanoyloxy) benzóico a BmTX-I mostrou um comportamento com tendência alostérica. Na ausência de Ca2+ e na presença de alguns íons divalentes tais como Mg2+, Mn2+ e Cd2+ (na concentração de 10mM) a atividade BmTX-I foi significativamente diminuída, já na presença de Ca2+ (1mM) e com os mesmos íons divalentes citados apresentou uma discreta atividade. Também foi demonstrado o efeito inibitório de crotapotinas crotálicas sobre a atividade PLA2 da BmTX-I. A análise de composição de aminoácidos mostra que se trata de uma proteína de caráter básico pela alta presença de Lys, His e Arg. A presença de 14 resíduos de cisteína sugere a formação de 7 pontes dissulfeto. O estudo de homologia seqüencial da região N-terminal entre BmTX-I com outras PLA2 (Asp49) revelou um alto grau de homologia. O efeito neurotóxico in vitro do veneno total e da BmTX-I foi analisado na preparação biventer cervicis de pintainho. Nossos resultados mostraram que a ação do veneno de Bothrops moojeni na junção neuromuscular é menos potente quando comparado com venenos crotálicos, já que estes últimos levam a um bloqueio muito mais rápido e usando-se baixas concentrações. No entanto, não se pode negar que houve uma ação neurotóxica in vitro. O completo bloqueio tanto do veneno total quanto da BmTX-I não foi acompanhado pela inibição das respostas ao potássio (KCl) e a acetilcolina (ACh), exceto em altas concentrações de veneno (50 e 100 µg/ml) o que demonstra uma ação pré-sináptica primordial. Os testes in vivo do veneno total e da fração BmTX-I demonstraram o efeito miotóxico através da liberação de creatina quinase (CK) e o efeito inflamatório através de edema de pata e liberação de interleucina-6 (IL-6). O comportamento de liberação de CK foi semelhante tanto para o veneno total como para a PLA2 BmTX-I, os quais tiveram o maior liberação de CK uma hora após a injeção i.m. Oito horas após a injeção os níveis de CK estavam similares aos do controle. Ocorreu liberação de IL-6 bem como ação edematizante tanto do veneno total como da BmTX-I. A reprodutibilidade dos efeitos farmacológicos, só é possível com a utilização de frações quimicamente homogêneas que mantenham a integridade da função biológica. Essas frações são obtidas com metodologias de alta eficiência como HPLC, através do qual podemos isolar a BmTX-I em um único passo cromatográfico e o grau de pureza confirmado por espectrometria de massa. Estes resultados podem ser associados com a sua atividade biológica, eliminando a subjetividade causada por veneno total ou frações impuras. Essa abordagem pode ser aplicada nos estudos bioquímicos, estrutura-função, fisiológicos e farmacológicos, podendo revelar mecanismos ainda desconhecidos na relação estrutura-função das PLA2 procedentes de veneno de serpentes / Abstract: Bothrops moojeni is a very important snake species due to its great distribution in the South and Central America besides the clinic alterations caused by the venom. Among the Brazilian species the Bothrops genus is the most numerous and shows the highest registrations related to ophidian accidents. The snake venoms are source of biologically active substances which main components are proteins. Phospholipases A2 (PLA2), proteins present in the snake venom, hydrolyze the sn-2 acyl groups of phospholipids liberating fatty acids and lysophospholipds, besides exhibiting many pharmacological effects. The fosfolipase A2 (PLA2) isoform, named BmTX-I was isolated through RP-HPLC performed on a C18 column. The high degree of purity was confirmed by SDS-PAGE and also by determining the molecular mass (14238.71 Da) in a MALDI TOF mass spectrometry. The kinetic characterization of BmTX-I PLA2 (Asp49) showed that the isoform was highly stable and presented an optimum pH of 8.0 and temperature of 37° C. At different substrate acid 4-nitro-3-(octanoyloxy) benzoic concentrations the BmTX-I showed allosteric behavior. In the absence of Ca2+ and in the presence of some divalent ions such as Mg+2, Mn+2, Cd2+ (at the concentration of 10 mM) the BmTX-I activity significantly decreased. But in the presence of 1mM Ca+2, under the same divalent ions conditions, the isoforms showed a discreet activity. An inhibitory effect of crotalic crotapotins on the activity PLA2 was also demonstrated. The analysis of amino acids composition showed a high content of basic amino acids such as Lys, His and Arg indicating a basic character for the BmTX-I. The presence of 14 cysteine residues suggests the formation of 7 disulfide bridges. N-terminal amino acid sequence revealed a high level of homology between BmTX-I and other Asp49 PLA2s. The neurotoxic effect of the whole venom and of BmTX-I was analyzed at chick biventer cervicis muscle preparation. Our results showed that the blockage of the muscle contraction was lesser when compared with crotalic venoms, which blockage at lower concentrations. Nevertheless it is sure that there was an in vitro neurotoxic action. The complete blockage, as much the whole venom as the BmTX-I, was not accompanied by any significant inhibition of the responses to KCl and to Ach, excepting at higher concentrations of the venom (50 e 100 µg/ml) suggesting the primordial presynaptic action. The tests in vivo with the whole venom and BmTX-I fraction showed the miotoxic effect through the creatine kinase (CK) releases and the inflammatory effect through edema-forming activity and interleukin-6 release. The CK release was similar for both whole venom and BmTX-I, which showed higher liberation one hour after the i.m injection. After eight hours of injection the CK levels were similar to the controls. There was the IL-6 release as well as edema-forming activity both in to the whole venom and BmTX-I. The reprodubility of pharmacological effects, is just possible with the utilization of chemically homogenous fractions that maintain the integrity of biological function. These fractions were obtained with high efficient methodologies as HPLC, through which this we the BmTX-I could be isolated in only one chromatography step, with purity direct by mass spectrometry. These results may be associated with the biological activities, eliminating the subjectivity caused by total venom or impure fractions. This approximation may be applied to the biochemical, structure-function, physiological and pharmacological studies, and it may reveal still unknown mechanisms in the structure-function relationship of PLA2 from the serpents venom / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:41:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monzon_GeorginaSucasaca_M.pdf: 3056250 bytes, checksum: d246d55d0b29698ce7253fb6a9fc3f6a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O veneno botrópico possui uma mistura de substâncias protéicas necessárias para a sobrevivência da serpente, dentre elas, as mais amplamente estudadas são as fosfolipases A2, que hidrolisam glicerofosfolipídios de membrana na posição sn-2, liberando isofosfolipídios e ácidos graxos, que além de desempenhar uma ação biológica no processo de digestão de lipídios, exibem também uma ampla variedade de efeitos farmacológicos. O presente trabalho teve como objetivo, caracterizar farmacologicamente uma nova fosfolipase A2 denominada Bp-13 do veneno de Bothrops pauloensis, serpente endêmica do cerrado brasileiro, avaliando sua ação sobre a junção neuromuscular, efeito miotóxico e atividade edematogênica. A Bp-13 foi purificada utilizando-se o sistema cromatográfico HPLC de fase reversa em coluna µ-Bondapack C18; possuindo uma massa molecular de 14 035 Da e atividade catalítica de 2,43 nmol/min/mg (30-35 ºC), dependente de Ca2+ porém inibida por Mg2+, Mn2+, Cd2+ e Sr2+. A atividade neuromuscular foi avaliada em preparações biventer cervicis (BC) de pintainho, extensor digitorum longus (EDL) e nervo frênico-diafragma (NFD) de camundongo, sob estimulação elétrica indireta durante 120 min a 37 ºC. A Bp-13 (3,56 µM) induziu bloqueio neuromuscular completo e irreversível, nas preparações de mamífero, que se mostraram mais sensíveis à ação da toxina do que as preparações de ave. Em preparação BC de pintainho o bloqueio neuromuscular foi de 28 ± 2 % após 120 min de incubação com a Bp-13 (7,12 µM) e a contratura evocada após a adição exógena de ACh foi parcialmente inibida. Concentrações menores (0,71 e 1,42 µM) foram testadas na preparação NFD de camundongo, induzindo o bloqueio da resposta contrátil em 29 ± 5 % e 55 ± 6 %, respectivamente. Em alguns experimentos, onde o Ca2+ foi substituído pelo Sr2+ na solução de Tyrode houve ausência do bloqueio neuromuscular característico da Bp-13 (3,56 µM); evento semelhante foi observado quando a temperatura do banho foi alterada de 37 ºC para 24 ºC, com bloqueio de 37,4 ± 6 % da resposta contrátil. A Bp-13 (3,56 µM) foi capaz de inibir a resposta contrátil a estímulo elétrico direto em preparações NFD de camundongo previamente curarizadas. Com o estudo eletrofisiológico realizado em preparação músculo hemidiafragma de camundongo, avaliaram-se os potenciais de membrana em repouso (PM). A Bp-13 (3,56 µM) causou uma despolarização progressiva do sarcolema, alcançando valores de -80 ± 1 mV (controle) até -37 ± 3 mV após 120 min de incubação com a toxina. Em preparações músculo diafragma pré-tratadas com d-Tubocurarina (10 µM), observou-se uma redução da despolarização induzida pela da Bp-13 (-37 ± 3 mV para -58 ± 2 mV). A miotoxicidade foi avaliada in vitro através de análise morfológica do músculo diafragma de camundongo e in vivo através da determinação da atividade de creatinoquinase (CK). Na análise morfológica considerou-se fibras normais as que mantiveram íntegro o sarcolema com o formato poligonal e fibras alteradas as que apresentavam hipercontração das miofibrilas, células com lesão tipo delta, edemaciadas e vacuolizadas. A porcentagem de fibras lesadas de preparações incubadas com o veneno de Bothrops pauloensis (100 e 50 µg/mL) foi de 14,4 ± 3 % e 8,7 ± 3 % respectivamente; e com a fração Bp-13 (20 e 50 µg/mL) foi de 8,3 ± 4 % e 30,6 ± 5 %, respectivamente. Quando as preparações foram mantidas em solução de Tyrode, onde o Ca2+ foi substituído pelo Sr2+, as alterações morfológicas foram de 36,7 ± 11 %, ou seja, semelhante aos valores observados com a Bp-13 na solução de Tyrode normal. O aumento nos valores de liberação de creatinoquinase, após 30 min da injeção da Bp-13, revelou o efeito miotóxico in vivo, valores que retornaram ao normal após 6 horas. A dose de 10 µg/pata de Bp-13 injetada em ratos via intraplantar induziram a formação de edema de pata após 15 min de injeção da toxina. Conclui-se, então, que a Bp-13 é uma miotoxina, que inibe a resposta neuromuscular dependente de temperatura e de Ca2+, em preparações isoladas EDL e NFD de camundongo, sugerindo que a atividade catalítica possivelmente contribua com o evento farmacológico, embora o efeito mionecrótico in vitro não seja afetado, indicando uma dissociação entre estes efeitos. / Abstract: Bothropic venom has several substances necessary to serpent survival, among them, one of the most widely studied are phospholipase A2 enzymes, that hydrolise sn-2 from membrane phospholipids, releasing lysophospholipids and fatty acids, which beyond playing a biological action in the lipid digestion process, also exhibit a wide variety of pharmacological effects. The present work had as objective to characterize pharmacologically a new phospholipase A2 denominated Bp-13 from the Bothrops pauloensis (endemic serpent to the Brazilian cerrado) venom, evaluating its action at neuromuscular junction, myotoxic effect and edematogenic activity. Bp-13 was purified through chromatographic system, a reverse phase HPLC on a µ-Bondapack C18 column; it has a molecular mass of 14 035 Da, 2,43 nmol/min/mg (30- 35 ºC) catalytic activity Ca2+ dependent, however it was inhibited by Mg2+, Mn2+, Cd2+ and Sr2+. Neuromuscular activity was evaluated in chick biventer cervicis (BC) preparations, extensor digitorum longus (EDL) and mouse phrenic nerve-diaphragm (PND), under indirect electrical stimulation during 120 minutes, at 37oC. Bp-13 (3,56 µM) induced complete and irreversible neuromuscular block in mammalian preparations, which showed to be more sensitive to toxin action than bird preparations. In chick BC preparation, neuromuscular block was 28 ± 2 % after 120 minutes incubation with Bp-13 (7,12 µM) and evoked contracture after exogenous ACh addiction was partially inhibited. Smaller concentrations (0,71 e 1,42 µM) were tested in mouse PND preparation, inducing block of the contractile response in 29 ± 5 % and 55 ± 6 %, respectively. In some experiments, where Ca2+ was substituted for Sr2+ in Tyrode's solution, there was absence of the Bp-13 characteristic neuromuscular block (3,56 µM); similar event was observed when the bath temperature was altered from 37 ºC to 24 ºC, with a block of 37,4 ± 6 % of the contractile response. Bp-13 (3,56 µM) was able to inhibit contractile response to direct electrical stimulus in previously curarized mouse PND preparations. Through electrophysiological study performed in mouse hemidiaphragm muscle preparation, membrane potentials at rest were evaluated (MP). Bp-13 (3,56 µM) caused a progressive sarcolemma depolarization, reaching values from -80 ± 1 mV (control) until - 37 ± 3 mV after 120 minutes in toxin incubation. In d-tubocurarine (10 µM) pre-treated hemidiaphragm muscle preparations, a depolarization reduction was observed, induced by Bp-13 (-37 ± 3 mV to -58 ± 2 mV). Myotoxicity was evaluated in vitro through morphological analysis of the mouse hemidiaphragm muscle and in vivo through determination of creatinkinase (CK) activity. Regarding morphological analysis, fibers which maintained intact sarcolemma with polygonal shape were considered normal, and fibers which presented hypercontraction of myofibrils, delta type lesion cells, edemaciated and vacuolized, were considered altered fibers. Lesioned fibers from Bothrops pauloensis (100 and 50 µg/mL) venom incubated preparations were 14,4 ± 3 % and 8,7 ± 3 % , respectively; and for Bp-13 fraction (20 e 50 µg/mL) they were 8,3 ± 4 % and 30,6 ± 5 %, respectively. When preparations were Ca2+ was substituted for Sr2+, morphological maintained in Tyrode's solution, where alterations were 36,7 ± 11 %, that is similar to the observed values with Bp-13 in normal Tyrode's solution. The increase in creatinkinase release values after 30 minutes of Bp-13 injection revealed in vivo myotoxic effect, values that returned to normal after 6 hours. Bp-13 concentration of 10 µg injected in rats via intraplantar induced paw edema formation after 15 minutes of toxin injection. In conclusion, Bp-13 is a myotoxin that inhibits temperature and Ca2+ dependent neuromuscular response in mouse EDL and PND isolated preparations, suggesting that its catalytic activity possibly contributes to the pharmacological event, although in vitro myotoxic activity was unaffected by these treatments, indicating a dissociation between these effects. / Mestrado / Mestre em Farmacologia

Orientador: Jose Augusto Rosario Rodrigues / Dissertação ( mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pirolla_RenanAugustoSiqueira_M.pdf: 4621563 bytes, checksum: 4794daa19c9ceefe37205a1eed1b647b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O projeto explora o potencial catalítico de fosfolipases A2, isoladas de venenos de serpentes brasileiras para efetuar resolução enzimática de substratos com relevância científica, visto que nenhum trabalho anterior foi feito analisando-se sua enantiosseletividade. Foram feitos estudos sobre a resolução do Binol, do a-tetralol, do 1-feniletanol, do para-nitro-1-feniletanol, do ácido 3-(2-bromo-hexanoiloxi)-4-nitrobenzóico e ácido 3-(2-metil-hexanoiloxi)-4-nitrobenzóico.Devido a dificuldade de obtenção e purificação das fosfolipases, a enzima foi imobilizada utilizando a formação de um agregado com ligações cruzadas (Cross-Linked Enzyme Aggregate . CLEA). Os agregados foram produzidos com quatro tipos de precipitantes (solução 55 % de sulfato de amônio, polietilenoglicol 600 Da, dimetoxietano e acetona) e dois adicionantes (TRITON-X100 e polietilenodiimina). Com os testes, observou-se que o CLEA formado com sulfato de amônio, sem adicionante apresentou os melhores resultados, sendo utilizado nas reações de biocatálise. A resolução dos substratos foi feita com a esterificação dos álcoois, formando-se ésteres (acetatos, propanoatos e hexanoatos), e posterior hidrólise com a enzima não-imobilizada e CLEA da fosfolipase A2, para comparação. Alíquotas das reações foram e analisadas por GC/FID com fase estacionária quiral para estudo dos excessos enantioméricos. As reações foram feitas a temperatura ambiente e a 45 °C. Os resultados indicam atividade enzimática sendo possível obter o tetralol com 16% de e.e. utilizando-se o CLEA e o p-nitro-1-feniletanol com 19% de ee usando-se a PLA2 livre. Os outros álcoois foram obtidos com baixos ee. O ácido 3-(2-bromo-hexanoiloxi)-4-nitrobenzóico não pode ser analisado por sofrer hidrólise química completa no meio reacional, e com a hidrólise do ácido 3-(2-metil-hexanoiloxi)-4-nitrobenzóico foi possível a obtenção do ácido 2-metil-hexanóico com 9 % utilizando-se CLEA e 7 % com a enzima livre. A baixa enantiosseletividade foi interpretada como decorrente da fraca interação dos substratos com o sítio ativo da enzima / Abstract: This project explores the catalytic potential of fosfolipases A2, isolated from poisons of brazilian serpents to effect enzymatic substrate resolution with scientific relevance, since no previous work was made analyzing its enantioselectivity. Studies on the resolution of several compounds had been made, including Binol, a-tetralol, 1-phenylethanol, para-nitro-1- phenylethanol, 3-(2-bromohexanoiloxy)-4-nitrobenzoic acid and 3-(2-methylhexanoiloxy)-4-nitrobenzoic acid.Due to difficulty of attainment and purification of the phospholipase, the enzyme was immobilized using the formation of an aggregate with cross-links (Cross-Linked Enzyme Aggregate ¿ CLEA). These aggregates had been produced with four types of precipitation agents (ammonium sulphate solution 55%, polietileneglycol 600 Da, dimethoxyethane and acetone) and two additives (TRITON-X100 and poliethylenediimine). With the tests, it was observed that the CLEA formed with ammonium sulphate, without additives presented the best results, being used in the reactions of biocatalysis.The resolution of substrates was made with the alcohol¿s esterification, forming different (acetates, propanoates and hexanoates) followed by hydrolysis with the free enzyme and CLEA, for comparison. Aliquots of the reactions had been made and analyzed with GC/FID with quiral stationary phase for study of the enantiomerics excesses. The reactions had been made at ambient temperature and 45 °C.The results indicate enzymatic activity and was possible to get tetralol with 16% of ee using CLEA and p-nitro-1-phenylethanol with 19% of ee. The other alcohols had been gotten with low ee. The 3- (2-bromohexanoiloxy) - 4-nitrobenzoic acid cannot be analyzed by suffering complete chemical hydrolysis during the reaction, and with hydrolysis of acid the 3- (2-metilhexanoiloxi) - 4-nitrobenzoic the attainment of the acid 2-metilhexanoic with 9% was possible using CLEA and 7% with the free enzyme. The low enantioselectivity was explained due to the weak interaction of substrates with the active site of enzyme / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce-Soto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:20:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonfim_VeraLucia_D.pdf: 7120787 bytes, checksum: 3839207f36a378b463b63406202ef7e4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O envenenamento ofídico é um evento comum nos países pobres da área tropical e subtropical e as conseqüências deste, muito graves. Nestes países, pequena têm sido a valorização destas conseqüências, sendo pouco registradas estatisticamente como casos de saúde pública e muitas vezes tratados com procedimentos pouco efetivos ou ultrapassados. Neste trabalho foram utilizados metodologias refinadas e protocolos otimizados de purificação em HPLC com o intuito de se estudar mais detalhadamente a composição do veneno de duas serpentes de importância médica e epidemiológica, Bothrops jararacussu e Calloselasma rhodostoma, e analisar a relação estrutura função de PLA2 D49 (6-1, 6-2 e Cr-IV1) e PLA2 homólogas K49 (Bj-VII e Cr 5). A Bothrops jararacussu, é uma serpente encontrada nas Américas, desde o México até a Argentina sendo que no Brasil cerca de 90% dos acidentes ofídicos são causados pelo gênero Bothrops. A Calloselasma rhodostoma, é uma serpente amplamente distribuída no sudeste da Ásia e é a causa mais comum de acidentes ofídicos na Malásia e Tailândia. As novas toxinas foram obtidas com alto grau de pureza e homogeneidade molecular, como mostram os perfis cromatográficos, eletroforéticos e de espectrometria de massa por MALDi-TOF. A nova PLA2 D49 foi purificada do veneno de Calloselasma rhodostoma após dois passos cromatográficos: exclusão molecular em uma coluna Protein Pack SW 300 (0,78 cm x 3,30 cm), eluída com 0,25M de bicarbonato de amônio, pH 7,9, a um fluxo de 0,3 ml/min e, fase reversa em HPLC usando uma coluna µ-Bondapack C-18. Esta apresentou atividade fosfolipásica de 14,25±0,36 nmol/mg/min na presença de substrato sintético cromogênico (4-nitro-3-(octanoyloxy) benzoic acid), massa molecular de 14,029 Da determinada através de espectrometria de massa por MALDI-TOF, valor calculado de pI igual a 8.55, caráter básico e grande homologia seqüencial evidenciada pela estrutura primária quando esta é comparada com outras PLA2 D49 provenientes de veneno de serpente. A outra proteína, denominada Cr 5, uma PLA2 homóloga K49 foi isolada do veneno de Calloselasma rhodostoma em um único passo cromatográfico de fase reversa em HPLC (µ-Bondapack C-18). A massa molecular de 13,965 Da foi determinada através de espectrometria de massa por MALDI-TOF. A composição de aminoácido mostrou que a Cr 5 tem alto conteúdo de Lys, Tyr, Gly, Pro e 14 cisteínas, resíduos típicos de uma PLA2 básica. A completa seqüência de aminoácidos da Cr 5 contém 120 resíduos e mostra alta identidade quando comparada a outras PLA2 K49 isoladas de venenos de serpentes da família viperidae. Com relação à caracterização biológica, esta foi realizada também com as isoformas 6-1 e 6-2 (provenientes da fração BthTX-II de Botrhops jararacussu) e com a PLA2 K49 Bj-VII, estas purificadas e parcialmente caracterizadas em trabalho anterior. As PLA2 6-1, 6-2 e Cr-IV 1, exibiram miotoxicidade local e na dosagem de 40 µg/150 µl a 6-1 causou 83,06% de citotoxicidade em miotubos e 93,78% em mioblastos, já a 6-2 75,12 % em miotubos e 86,26% em mioblastos e a Cr-IV 1, 91,50% e 88,40% de citotoxicidade em miotubos e mioblastos, respectivamente. O efeito citotóxico também foi visto em fibroblastos mostrando na dosagem de 5 µM (linhagem 3T3) 85,63%, 86% e 91,34% de citotoxicidade na presença de 6-1, 6-2 e Cr-IV 1 respectivamente, e na linhagem COS7, 95,42%, 95,07% e 96,42% respectivamente, além de atividade inflamatória, sendo esta mais pronunciada na presença da Cr-IV 1. As PLA2s K49 homólogas, Bj-VII e Cr 5, evidenciaram miotoxicidade local e na dosagem de 40 ug/150 µl, a Bj-VII causou 87±50% de lise em mioblastos e 84±85% em miotubos e 91±25% de lise em mioblastos e 91±0.8 % em miotubos quando em contato com a Cr 5, além de atividade inflamatória evidenciada pela indução de edema. No caso destas proteínas, todos os efeitos biológicos induzidos por elas ocorreram na ausência de atividade fosfolipásica mensurável in vitro, suportando a idéia proposta pela literatura de mecanismos catalíticos e farmacológicos independentes. Apesar de todas apresentarem algumas diferenças biológicas, elas possuem um comportamento semelhante na estrutura-função, sugerindo uma ancestralidade comum embora sejam proteínas provenientes de venenos de serpentes separadas geograficamente / Abstract: Snake poisoning is a common event in poor countries of tropical and subtropical areas and the consequences of this is very serious. In these countries, there is the valorization of these consequences, due to few registers of published health cases and a lot of times treated with procedures a little effective or outdated. In this work we refined methodologies and optimized purification protocols used in HPLC with the intention to study the composition of the venom of two serpents of epidemic importance, Bothrops jararacussu and Calloselasma rhodostoma, and to analyze the relationship of structures function of PLA2 D49 (6-1, 6-2 and Cr-IV1) and homologous PLA2 K49 (Bj-VII and Cr 5). Bothrops jararacussu is a serpent found in America, from Mexico to Argentina being in Brazil, about 90% of the snake accidents caused by Bothrops genus. Calloselasma rhodostoma is a serpent thoroughly distributed at the Southwest of Asia and it is the most common cause of snake accidents in Malaysia and Thailand. The new toxins were obtained with high degree of purity and molecular homogeneity, like showed the chromatographics profiles, electrophoresis and MALDi-tof mass spectrometric (MS) analysis. A new D49 PLA2 was purified from the venom of Calloselasma rhodostoma after two chromatographic steps; molecular exclusion was loaded onto a Protein-Pack 300 SW column (0.78 cm 3 30 cm) and eluted with 0.25 M ammonium bicarbonate, pH 7.9, at a flow rate of 0.3 ml/min and reverse phase HPLC on µ-Bondapack C-18 and showed phospholipasic activity of 14.25±0.36 nmol/mg/min in the presence of a synthetic chromogenic substrate (4-nitro-3-(octanoyloxy) benzoic acid), a molecular mass of 14.029 Da was determined by MALDI-TOF mass spectrometry, calculated pI value 8.55, basic character and great sequential homology evidenced by the primary structure when this was compared with other PLA2 from D49 snake venom. The other protein, denominated Cr 5 PLA2 homologous (K49) was isolated from Calloselasma rhodostoma venom in one chromatographic step in reverse phase HPLC (RP-HPLC) (on l-Bondapack C-18). A molecular mass of 13.965 Da was determined by MALDI-TOF mass spectrometry. The amino acid composition showed that Cr 5 had a high content of Lys, Tyr, Gly, Pro, and 14 half-Cys residues, typical residues of a basic PLA2. The complete amino acid sequence of Cr 5 PLA2 contains 120 residues and this sequence shows high identity values when compared to other K49 PLA2s isolated from the venoms of viperid snakes. In relation with biological characterization, this was also done with the isoforms 6-1 and 6-2 (from fraction BthTX-II of Botrhops jararacussu) and with PLA2 K49 Bj-VII, these purified and partially characterized in The Masters. PLA2 6-1, 6-2 and Cr-IV 1 exhibited in mice local myonecrosis and edema upon intramuscular and intravenous injections, respectively. In dosage of 40 ug/150 ml, 6-1 showed 83.06% of citotoxicity in myotubes and 93.78% in myoblasts, 6-2 showed 75,12 % in myotubes and 86,26% in myoblasts, to Cr-IV 1 91.50% and 88.40% of citotoxicity in myoblasts and myotubes respectively. The citotoxic effect also in fibroblasts (cell line 3T3 and COS7) and in dosage de 5 µM (cell line 3T3) 85.63%, 85% and 91.34% of citotoxicity in the presence of 6-1, 6-2 and Cr-IV 1 respectively, and lineage COS7, 95.42%, 95.07 and 96.42% respectively, besides inflammatory activity, being this one more pronounced in the presence of the Cr-IV 1. PLA2 homologue K49, Bj-VII and Cr 5, evidenced local myotoxicity and in dosage of 40 ug/150 ml, showed 87±50 of lise in myoblasts and 84±85 in myotubes and 91±25% and 91±0.8 % when in contact with Bj-VII and Cr 5, respectivally besides of inflammatory activity evidenced by the edema induction. In the case of PLA2 K49 (Bj-VII and Cr 5), all of the biological effects induced by them happened in the absence of activity phospholipase measurable in vitro, supporting the idea proposed by the literature of catalytic and pharmacological mechanisms independent. Even though all show some kind of biologic differences all of them have a similar behave in function and structure which suggests a common ascendance of course we know they are proteins coming from different snakes geographic separated. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Sea anemones contain a variety of biological active compounds including some potent toxins. For this reason, many investigators have focused their studies in these proteins, isolated from sea anemones, such as Bunodosoma caissarum. The aim of this work was to study the mechanism of functional alterations produced by the crude extract and the PLA2 fraction of B. caissarum in the isolated rat kidney and arteriolar mesenteric bed. Isolated kidneys from Wistar rats, weighing 250-300g, were perfused with Krebs-Henseileit solution containing 6% of bovine serum albumin for 120 min. B. caissarum crude extract (BcE) and PLA2 were added to the system 30 min after the beginning of each experiment (internal control) and Tezosentan (TZN) and Indomethacin (IND) were administered in the initial period of each experiment (T=0min). The mesenteric bed, kept warmed at 37ÂC, was perfused with Krebs solution at a constant flow, (4mL/min) but with a variable perfusion pressure, measured for 80 min. mRNA expression of TNF-&#945;, IL-1&#946;, rennin and adenosine receptors (A1, A2a, A2b and A3) was evaluated by PCR using 18S mRNA as reference gene. The data were analyzed by Studentâs t-test (p<0.05). BcE altered kidney function increasing perfusion pressure (PP), renal vascular resistance (RVR), urinary flow (UF), glomerular filtration rate (GFR) and sodium, potassium and chloride excretion, especially with the intermediary concentraÃÃo. Tezosentan inhibited these effects only partially. However, indomethacin presented a blockage more expressive that TZN. The PLA2 of B. caissarum showed a higher increase of PP at 60 minutes (Control= 104,17Â3,72; PLA2(0,1) = 130,9Â5,6*; PLA2(0,3) = 165,1Â12,6*; PLA2(1,0) = 142,3Â9,6*, *p<0,5) and increased RVR, UF, GFR, sodium, potassium and chloride excretion and urinary osmolarity, with descrease of Na+, K+ and Cl- distal transports.. The blockage of IND was more expressive on the smallest PLA2 concentraÃÃo and TZN showed a modest effect, blocking more efficiently the intermediary concentraÃÃo. Neither BcE, nor PLA2 altered the basal perfusion pressure of the isolated arteriolar mesenteric bed. PLA2 increased the gene expression of TNF-&#945; (Control = 1,00  0,00 vs. PLA2 = 1,116  0,033*, com p<0,0001)and upnregulated the expression of adenosine receptors A2a (Control = 1,0  0,01 vs. PLA2 = 1,238  0,043*, com p<0,0001). These results suggest that BcE and PLA2 exert significative actions in the isolated perfusion kidney, without vascular effects in the arteriolar mesenteric bed. COX-2 and endothelin appear to be important mediators of the effects of BcE and PLA2. In addition, adenosine is also involved in the mechanism of action of B. caissarum / AnÃmonas marinhas contÃm uma variedade de compostos biologicamente ativos incluindo potentes toxinas. Por esta razÃo, muitos investigadores tÃm centrado seus estudos nestas proteÃnas, isoladas de anÃmonas marinhas, como Bunodosoma caissarum. O objetivo deste trabalho foi estudar o mecanismo das alteraÃÃes funcionais produzidas pelo extrato bruto e da fraÃÃo PLA2 de B. caissarum em rim isolado de rato e leito vascular mesentÃrico. Rins isolados de ratos Wistar, pesando 250-300g, foram perfundidos durante 120 min com soluÃÃo de Krebs-Henseileit contendo 6% de albumina bovina. O extrato bruto de B. caissarum (BcE) e PLA2 foram adicionados ao sistema, em diferentes concentraÃÃes, 30 minutos apÃs o inÃcio de cada experimento (controle interno) e Tezosentan (TZN) e Indometacina (IND) foram administrados no perÃodo inicial de cada experimento (T = 0 min). O leito vascular mesentÃrico, mantido aquecido a 37  C, foi perfundido com soluÃÃo de Krebs em um fluxo constante (4mL/min) e a pressÃo medida por 80 min. A expressÃo de mRNA TNF-&#945;, IL-1 &#946;, renina e receptores de adenosina (A1, A2a, A2b e A3) foi avaliada por PCR utilizando como referÃncia o mRNA do gene 18S. Os dados foram analisados por teste t de Student (p <0,05). BcE alterou a funÃÃo renal elevando a pressÃo de perfusÃo (PP), a resistÃncia vascular renal (RVR), fluxo urinÃrio (UF), taxa de filtraÃÃo glomerular (TFG) e excreÃÃo de sÃdio, de potÃssio e cloreto, especialmente com a concentraÃÃo intermediÃria. Tezosentan inibiu estes efeitos apenas parcialmente. No entanto, indometacina apresentou um bloqueio mais expressivo que TZN. A PLA2 de B. caissarum elevou a pressÃo de perfusÃo (PP) jà aos 60 minutos (controle = 104,17  3,72; PLA2 (0,1) = 130,9  5,6 *; PLA2 (0,3) = 165,1  12,6 *; PLA2 (1,0) = 142,3  9,6 *, *p <0,5), revelando tambÃm elevaÃÃes de RVR , UF, TFG, excreÃÃo de eletrÃlitos e osmolaridade urinÃria, com diminuiÃÃo dos transportes distais de Na+, K+ e Cl-. O bloqueio com IND foi mais expressivo sobre a menor concentraÃÃo de PLA2, enquanto TZN mostrou um efeito discreto. BcE e PLA2 nÃo alteraram a pressÃo de perfusÃo basal do leito vascular mesentÃrico. PLA2 aumentou a expressÃo relativa de TNF&#945; (C = 1,00  0,00 vs. PLA2 = 1,116  0,033*, com p<0,0001) e do receptor de adenosina A2a (C = 1,0  0,01 vs. PLA2 = 1,238  0,043*, com p<0,0001).Estes resultados sugerem que BcE e PLA2 exercem aÃÃes significativas na perfusÃo de rim isolado, sem efeitos vasculares diretos no leito mesentÃrico. COX-2 e endotelina parecem ser importantes mediadores dos efeitos da BcE e PLA2. AlÃm disso, adenosina tambÃm parece estar envolvida no mecanismo de aÃÃo da PLA2 de Bunodosoma caissarum.

N-Biofar - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nano-Biofarmacêutica / A peçonha das serpentes é considerada a mais complexa dentre as peçonhas do reino animal com uma grande mistura de componentes e propriedades tóxicas. Dentro deste conjunto de compostos orgânicos e inorgânicos destacam-se as fosfolipases A2 (PLA2s), uma superfamília de enzimas que catalisa a hidrólise de fosfofolipídeos, liberando diversos produtos de acordo com o sítio de ação no substrato. Por despertar grande interesse clínico, diversos estudos retrataram a caracterização estrutural e funcional de PLA2s isoladas da peçonha de serpentes botrópicas. O presente trabalho teve como objetivo descrever a purificação de uma PLA2 da serpente Bothrops moojeni, denominada BmooTX-I (SANTOS-FILHO et al., 2008), e avaliar os efeitos sistêmicos induzidos pela enzima em animais experimentais. A toxina foi purificada utilizando colunas de cromatografia de troca iônica (DEAE Sephacel) e de exclusão molecular (Sephadex G-75). A análise por SDS-PAGE mostrou que a BmooTX-I apresenta massa molecular aparente de 15 kDa. A atividade catalítica da toxina foi significativamente alta quando comparada com a peçonha bruta de B. moojeni. A BmooTX-I alterou parâmetros físicos-químicos na urina dos animais, e ainda, provocou importantes alterações sistêmicas relacionadas ao fígado, músculo, rins e pâncreas. Sendo assim, este trabalho pode contribuir sobremaneira para área médico-científica, uma vez que agrega informações para possíveis descobertas de terapias mais específicas para acidentes botrópicos, e ainda, pelo fato das fosfolipases A2 estarem diretamente relacionadas a diversas patologias. / Snakes venom is considered the most complex venom of the animal kingdom with a great mixture of components and toxic properties. Within this group of organic and inorganic compounds are the phospholipases A2 (PLA2s), a superfamily of enzymes that catalyzes the hydrolysis of phospholipids releasing several products according to the site of action on the substrate. Due to great clinical interest, several studies have portrayed the structural and functional characterization of PLA2s isolated from the venom of bothropic snakes. The present work aimed to describe the purification of a PLA2 isolated from Bothrops moojeni, called BmooTX-I, and evaluate evaluate the enzyme-induced systemic effects in experimental animals.. The toxin was purified using size ion-exchange (DEAE-Sephacel) and molecular exclusion (Sephadex G-75) columns. SDS-PAGE showed that BmooTX-I has an apparent molecular mass of 15 kDa. Its catalytic activity was significantly high when compared to the crude venom of B. moojeni. BmooTX-I altered physical-chemical parameters in the urine of animals and also caused important systemic changes related to the liver, muscle, kidneys and pancreas. Therefore, this work can contribute greatly to the medical-scientific area since it aggregates information for possible discoveries of more specific therapies for bothropic acidentes, and also, because phospholipases A2 are directly related to various pathologies. / Dissertação (Mestrado)

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The evaluation of the antimicrobial activity of the crude venoms was performed by the disc diffusion technique against gram-positive (Staphylococcus aureus and S. epidermidis) and gram-negative bacteria (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa). The yellow venoms presented antibacterial activity against gram-positive bacteria Staphylococcus aureus. The cytotoxic action of the venoms was evaluated using the following cell lines SK-Mel 103 (melanoma), MCF-7 (breast adecarcinoma), HCT-116 (colorectal carcinoma) and MCR-5 (human fibroblast). Cdr68 and Cdr69 venoms were cytotoxic to all tumor lines but were more potent for the colorectal carcinoma (HCT-116) with IC50 of 1.8 μg / mL and 1.3 μg / mL for Cdr68 and Cdr69 respectively. The white variety venoms were not cytotoxic to the tested strains. The chromatographic profiles of Cdr68, Cdr69, Cdr110 and Cdr173 by molecular exclusion showed four major peaks. The isolated fractions were submitted to tests of coagulant, phospholipase A2, cytotoxic and antibacterial activity, all activities were present in Peak II of Cdr68, and in Peaks I (cytotoxic) and II of Cdr69. Peaks II of both venoms were submitted to Reverse Phase Chromatography. The FRP2 peaks of the Reverse Phase of the venoms presented phospholipase activity, cytotoxic against the strain HCT-116 in concentration of 100 μg / mL and antibacterial against S. aureus. The mass of this peak was approximately 14 kDa, compatible with PLA2. It is interesting to note that the total venom presented higher cytotoxic potential than the isolated fractions, showing a possible synergistic effect among the venom constituents. / Os venenos animais constituem uma das mais ricas fontes de substâncias biologicamente ativas encontradas na natureza e tal prerrogativa tem sido confirmada em estudos farmacológicos e bioquímicos, realizados com proteínas (enzimas), peptídeos, aminas bioativas, dentre outros compostos, isolados de venenos de serpentes. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial antibacteriano e antitumoral dos venenos individuais, variedade “amarela” (Cdr68 e Cdr69) e “branca” (Cdr110 e Cdr173) da cascavel Amazônica Crotalus durissus ruruima. A avaliação da atividade antimicrobiana dos venenos foi realizada pela técnica de difusão do disco contra as bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus e S. epidermidis) e gram-negativas (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa). Os venenos amarelos apresentaram atividade antibacteriana contra a bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus. A ação citotóxica dos venenos foi avaliada utilizando as seguintes linhagens celulares SK-Mel 103 (melanoma), MCF-7 (adecarcinoma de mama), HCT-116 (carcinoma colorretal) e MCR-5 (fibroblasto humano). Os venenos Cdr68 e Cdr69 foram citotóxicos para todas as linhagens tumorais, mas foram mais potentes para a linhagem de carcinoma colorretal (HCT-116) com CI50 de 1,8 μg/mL e 1,3 μg/mL para Cdr68 e Cdr69, respectivamente. Os venenos variedade branca não foram citotóxicos para as linhagens testadas. Os perfis cromatográficos de Cdr68, Cdr69, Cdr110 e Cdr173 de Exclusão Molecular apresentaram quatro picos principais. As frações isoladas foram submetidas aos testes de atividade coagulante, fosfolipásica A2, citotóxica e antibacteriana, todas as atividades estavam presentes no Pico II de Cdr68, e nos Picos I (citóxica) e II do Cdr69. Os picos II de ambos os venenos foram submetidos à Cromatografia de Fase Reversa. Os picos FRP2 da Fase Reversa dos venenos apresentaram atividade fosfolipásica, citotóxica frente à linhagem HCT-116 na concentração de 100 μg/mL e antibacteriana contra S. aureus. A massa deste pico foi de aproximadamente 14 kDa, compatível com PLA2. Interessante notar, que o veneno total apresentou maior potencial citotóxico do que as frações isoladas, mostrando um possível efeito sinérgico entre os constituintes do veneno.