Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MichelleSGD_dissert.pdf: 2765586 bytes, checksum: 75238b2a5a899ed059ecddc16a63ba06 (MD5) Previous issue date: 2000-03-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Cashew-nut-shell-liquid (CNSL) is a phenolic oil that h?s been due its their antioxirsion properties for use in fuels. The present work develops a method to the conversion of hidrogenated cardanol, that is the main component of the CNSL, in a compound with similar chacteristics to antioxidants used in products from petroleum. The antioxidants wasd obtained by exhaustive alkylation of the compound with tert-butyl chloride. After completing the optimization of several reaction steps, the product 2,4,6 tri-tert-butyl (pentadecylphenol) was obtained for the first tima. Characteeization and determination of physico-chemical properties were realized too, as well as wasd developed a study for check your application as an oxidative inhibitor by the molecular modeling. Estimation of process evalution was executed as well, where a rapid and practical computational methodology was utilizated in projects of the fine chemistry. The research showed satisfactory results and it could be concluded that the commercialization of this chemical products is feasible / Liquido da castanha do caju (LCC) ? um ?leo fen?lico que tem sido alvo de estudo devido as suas propriedades antioxidantes, que s?o de grande interesse econ?mico quando relacionadas ao seu uso em combust?veis. O presente trabalho desenvolveu um m?todo para a convers?o do cardanol, que ? o principal componente do LCC, em um composto com caracter?sticas antioxidantes, que poder? ser usado em produtos derivados do petr?leo. As modifica??es pretendidas foram obtidas atrav?s da sua alquila??o exaustiva com o cloreto de terc-butila. Ap?s a otimiza??o de algumas etapas reacionais obteve-se o produto 2,4,6 tri-terbutil (pentadecilfenol), o qual foi sintetizado pela primeira vez. Tal produto foi caracterizado por m?todos f?sico-qu?micos cl?ssicos de analise bem como foi realizado um estudo para verificar a sua aplica??o como inibidor oxidativo atrav?s de modelagem molecular. Desenvolveu-se tamb?m uma estimativa da avalia??o econ?mica do processo, na qual foi aplicada uma metodologia computacional, pratica e r?pida utilizada em produtos de quimica fina, que apresentou resultados bastante satisfat?rios os quais certamente viabilizar?o a comercializa??o deste produto qu?mico

O gênero Leishmania apresenta espécies capazes de desenvolver doenças de grande importância para a saúde pública, as leishmanioses, que apresentam prevalência mundial de 12 milhões de pessoas. Quando os parasitos entram em contato com o hospedeiro humano passam por um processo de metaciclogênese adquirindo capacidade de interagir com os macrófagos. Inúmeras atividades biológicas são desencadeadas pela ativação de sistemas de transdução de sinais, onde as proteínas cinases e fosfatases desempenham papel fundamental. A proteína cinase CK2 parece estar presente em todas as células eucarióticas (núcleo, citoplasma e superfície). É caracterizada como enzima serina/treonina cinase, embora também seja capaz de fosforilar resíduos de tirosina em suas proteínas-alvo. No presente trabalho, demonstramos que o principal inibidor da CK2, TBB, foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigotas de L. donovani e mostrou um mecanismo de ação irreversível, entretanto não foi capaz de induzir apoptose nas formas promastigotas de L. donovani. O pré-tratamento dos parasitos e macrófagos, assim como a adição do TBB durante o processo de infecção induziram uma redução significativa no número de amastigotas por macrófagos possivelmente pelo mecanismo de morte celular programada demosntrada pela técnica do TUNEL. O tratamento de macrófagos com TBB não induziram o aumento de óxido nítrico. Ensaios de imunofluorescência demonstraram a presença de CK2α em promastigotas. Macrófagos não infectados demonstraram pouca marcação para CK2α. Após a interação, a enzima mostrou-se distribuída preferencialmente na periferia dos macrófagos. Os dados do trabalho sugerem que a CK2 é uma importante enzima para a atividade biológica da Leishmania donovani, tendo seu estudo importante relevância para a descoberta de novos alvos terapêuticos. / The genus Leishmania contains multiple species that are responsible for a group of diseases, leishmaniasis. Current estimates suggest that 12 million people are infected. When parasites enter a human host, they undergo metacyclogenesis and acquire the ability to interact with macrophages. This interaction activites signal transduction pathways inducing numerous biological activities, including protein kinase CK2. CK2 has been observed in all eukaryotic cells residing in the nucleus, the cytoplasm and on the cell surface. It appears to have an essential function and recognizes serine/threonine or tyrosine residues in target proteins for phosphorylation. In the present study, we demonstrate that the treatment of L. donovani promastigotes with TBB resulted in inhibition of cell growth and showed an irreversible mechanism of action, however was not able to induce apoptosis in L. donovani promastigotes. The pre-treatment of promastigotes and macrophages, as well as the addition of TBB during infection induced a significant reduction in the number of amastigotes per macrophages, possibly via the mechanism of programmed cell death showed by TUNEL technique. Treatment of macrophages with TBB did not induce the increase of nitric oxide. Immunofluorescence assays demonstrated the presence of CK2α distributed throughout the surface the promastigotes. Uninfected macrophages showed little to no CK2α. After initiating the interaction of parasites with macrophages, CK2α was observed distributed preferentially in the nucleus of macrophages. Job data suggest that CK2 is an important enzyme for the biological activity of Leishmania donovani, and its study important relevance to the discovery of new therapeutic targets.

A obesidade juntamente com suas comorbidades vem aumentando em números assustadores. A cirurgia bariátrica associada com a qualidade dos alimentos consumidos é a mais eficaz opção para o tratamento da obesidade e as suas complicações, especialmente o diabetes tipo 2. O excesso de tecido adiposo pode desencadear uma inflamação crônica e sistêmica, ocasionando disfunção dos tecidos, entre eles o mesentérico, responsável por alojar diversas células secretoras de fatores que influenciam no metabolismo da glicose. Objetivos: O objetivo deste estudo foi investigar a expressão do RNA mensageiro (mRNA) de proglucagon, peptídeo insulinotrófico dependente de glicose (GIP), prohormônio convertase 1/3 (PC1/3), e dipeptidil peptidase-IV (DPP-IV) em células jejuno de obesos mórbidos (OB) não diabéticos do tipo 2 diabetes (NDM2) e diabéticos tipo 2 (DM2), para determinar a base molecular da secreção das incretinas após a cirurgia bariátrica. Além disso, objetivamos avaliar os efeitos in vitro de MUFAs sobre a expressão do mRNA, imunoconteúdo e secreção de incretinas, bem como a relação entre a expressão de PPAR-γ e NF-kB em células intestinais de pacientes obesos submetidos a cirurgia bariátrica. E com objetivo de identificar um biomarcador para DM2, dosamos níveis de S100B sanguíneo em indivíduos não obesos (NOB) NDM2 ou DM2, OB NDM2 ou DM2. Métodos: As amostras de mucosa do jejuno foram obtidas dos pacientes OB submetidos à cirurgia bariátrica. Pacientes NDM2: retirada de uma secção do jejuno a 60 centímetros distais ao ligamento de Treitz; e DM2: remoção de uma secção do jejuno a cerca de 100 cm distais ao ligamento de Treitz. A mucosa do jejuno foi analisada com ou sem tratamento com ácidos graxos oléico, elaidico ou vaccenico (50 μM). O RNA total foi extraído usando Trizol. Foi realizada a quantificação por PCR em tempo real (RT-qPCR). As amostras foram sequenciadas para PC1/3 pela ACTGene Análises Moleculares Ltda. O imunoconteúdo de GIP e de peptídeo semelhante a glucagon-1 (GLP-1) foi quantificado em microscópio de fluorescência. A secreção de GIP, GLP-1 e S100B foi quantificada pela técnica de ELISA, utilizando KIT específico. Resultados: DM2 apresentaram diminuição na expressão PC1 / 3 mRNA (primer a, p = 0,014; primer b, p = 0,048). 36,5% não transcreveram o mRNA de PC1/3. NDM2 e indivíduos DM2 não mostraram significativa diferença na expressão do mRNA de proglucagon, GIP e DPP-IV. O imunoconteúdo de GLP-1 e GIP se encontraram diminuído em DM2, mas incubação com alta concentração de glicose estimulou esses depósitos. Nas incubações, ácido vaccênico estimulou a expressão de mRNA de GIP e proglucagon no jejuno de obesos NDM2 (p = 0,041; p= 0,041 respectivamente) e proglucagon em DM2 (p = 0,02). O ácido oléico regulou negativamente a expressão de mRNA de DPP-IV em obesos NDM2 (p = 0,045). Vaccênico aumentou significativamente o imuno conteúdo de GLP-1, mas não aumentou a sua secreção. Expressão basal de mRNA do PPAR-γ foi baixa no jejuno dos OB DM2 e não foi modulada após tratamento com os ácidos graxos. DM2 apresentou aumento da relação de NF-kB/ PPAR-γ no jejuno. S100B se mostrou elevada nos pacientes NOB e OB DM2, comparando com os outros grupos. Conclusões: Os resultados sugerem que a bioativação de pro-GIP e proglucagon poderia estar prejudicada pela baixa expressão do mRNA de PC1/3 em células do jejuno de pacientes OB DM2. No entanto, após a cirurgia, altas concentrações de glicose nesta região do jejuno podem ativar este sistema. Os DM2 apresentaram um estado próinflamatório no jejuno indicado pelo aumento da razão NF-kB/ PPAR-γ. Este efeito foi aumentado após tratamento com ácido vaccênico. Também este ácido graxo aumentou a quantidade intracelular de GLP-1, mas não estimulou a sua secreção. Diante dos resultados, sugerimos que a S100B seja mais investigada como um biomarcador para DM2. / Obesity along with its comorbidities is increasing in alarming numbers. Bariatric surgery associated with the quality of food consumed is the most effective option for the treatment of obesity and complications thereof, especially diabetes type 2. Excess adipose tissue may trigger a chronic and systemic inflammation, causing dysfunction of tissues, including they mesenteric, responsible for housing various cells secreting factors that influence the metabolism of glucose. Objectives: The aim of this study was to investigate the expression of messenger RNA (mRNA) of proglucagon, glucose-dependent insulinotrófico peptide (GIP), prohormone convertase 1/3 (PC1/3), and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) in jejunal cells morbidly obese (OB) non-diabetic type 2 (NDM2) and type 2 diabetes (DM2), to determine the molecular basis of secretion of incretins after bariatric surgery. Furthermore, we aimed to assess the in vitro effects of MUFA of mRNA expression, and secretion of incretins immunocontent as well as the relationship between the expression of PPAR-γ and NF-kB in intestinal cells of obese patients undergoing bariatric surgery. And in order to identify a biomarker for DM2, dosamos blood levels of S100B in non-obese individuals (NOB) NDM2 or DM2, OB NDM2 or DM2. Methods: The mucosa of the jejunum samples were obtained from patients undergoing bariatric surgery OB. Patients NDM2: removal of a section of the jejunum 60 cm distal to the ligament of Treitz; and DM2: removing a section of the jejunum approximately 100 cm distal to the ligament of Treitz. The jejunum was examined with or without treatment with fatty acids oleic, elaidic and vaccenic (50 mM). Total RNA was extracted using Trizol. Quantification by real time PCR was carried out (RT-qPCR). The samples were sequenced for PC1/3 by ACTGene Analysis Molecular Ltda. The immunocontent GIP and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) was quantified with a fluorescence microscope. The secretion of GIP, GLP-1 and S100B was quantified by ELISA using specific KIT. Results: DM2 showed a decrease in PC1/3 mRNA expression (primer a, p = 0.014; primer b, p = 0.048). 36.5% did not transcribed mRNA PC1/3. NDM2 and DM2 subjects showed no significant difference in the expression of proglucagon mRNA, GIP and DPP-IV. The immunocontent GLP-1 and GIP met decreased in DM2, but incubation with high glucose stimulated these deposits. All incubations vaccenic acid stimulated GIP and proglucagon mRNA expression in jejunum NDM2 obese (p = 0.041; p = 0.041 respectively) in proglucagon and DM2 (p = 0.02). Oleic acid negatively regulated DPP-IV expression of mRNA in obese NDM2 (p = 0.045). Vaccenic significantly increased immune content of GLP-1, but did not increase secretion. Basal expression of PPAR-γ mRNA was low in the jejunum of B DM2 and is not modulated after treatment with fatty acids. DM2 presented an increase in NF-kB / PPAR-γ in the jejunum. S100B showed high NOB and OB DM2 patient compared to the other groups. Conclusions: The results suggest that the bioactivation of proproglucagon and GIP could be hampered by the low mRNA expression of PC1/3 cells in the jejunum of ob T2DM patients. However, after surgery, glucose concentrations this high jejunal region can activate this system. The DM2 showed a pro-inflammatory state in the jejunum indicated by increased reason NF-kB/PPAR-γ. This effect was increased after treatment with vaccenic acid. Also this fatty acid increased the intracellular amount of GLP-1, but did not stimulate secretion. Therefore, the results suggest that S100B is further investigated as a biomarker for DM2.

A proteína P21 do Trypanosoma cruzi participa no processo de infecção da célula hospedeira, desse modo é de grande importância: elucidar as vias de sinalização induzidas pela proteína, bem como caracterizar a nível molecular e estrutural a P21. O que vai auxiliar no entendimento da função biológica da P21 e sua participação no processo de infecção. A P21 recombinante é expressa Escherichia coli em sua maioria na fração insolúvel. Visando aumento de proteína na fração solúvel, foi realizada a clonagem do gene da P21 em vetor pSMT3, bem como testes de expressão subsequentes em diferentes cepas de expressão de E. coli, em vetor pET-28 e pSMT3 e variadas condições de expressão e lise celular. Desse modo obtiveram-se as condições que permitissem uma maior concentração da P21 na fração solúvel. A expressão foi realizada no vetor pET-28, cepa BL21, a 37°C com meio 2xYT a 0.5 mM de IPTG, utilizando a técnica de sonicação como lise. A P21 foi purificada em cromatografia de afinidade e posteriormente em coluna de exclusão molecular. Foram realizados estudos de modelagem por homologia levaram a elaborar a hipótese de que a P21 tem a função de inibidor de serinoprotease do tipo kunitz. Posteriormente essa hipótese foi confirmada com ensaios de avaliação da atividade inibitória da P21 frente à tripsina, quimiotripsina e elastase neutrofílica, o qual a P21 mostrou capaz de inibir a elastase neutrofílica. Estudos com espalhamento dinâmico da luz (DLS) revelaram que as amostras testadas de P21 contém diferentes concentrações de agregados de alto peso molecular em todos os pHs avaliados. Outras medidas foram realizadas para avaliar o estado de agregação da P21 de acordo com a temperatura e verificou-se que entre 32-52 °C, a proteína apresenta menor raio hidrodinâmico, indicando menor agregação nesse intervalo. Estudos de dicroísmo circular revelaram que a P21 apresenta por volta de 20% de α hélice, 32% de folha-β, 22% de volta e 23 % estrutura randômica. De acordo com a curva de desnaturação referente ao espectro de CD obtido, a P21 se mostra desnaturada a partir de 64°C. / The Trypanosoma cruzi protein P21 participates in the host cell infection process, but its specific function is poorly described. Thus it is important to elucidate the signaling pathways induced by the protein and characterize the P21 at the structural and molecular levels, as a contribution towards the understanding of the P21 biological function and its role in the infection process. The Escherichia coli recombinant P21 is expressed mostly in the insoluble fraction. Aiming to increase protein in the soluble fraction, we performed the cloning of the P21 gene in pSMT3 vector and subsequent expression tests in different expression strains of E. coli in pET-28 and pSMT3 vectors and varied expression conditions and cell lysis. Thus we obtained conditions that allow a greater concentration of the P21 in the soluble fraction. The expression vector was performed using vector pET-28, in Bl21 strain at 37°C in 2xYT culture medium with 0.5 mM IPTG, using the sonication technique in cell lysis. The recombinant P21 was purified by Ni affinity chromatography and subsequently a molecular exclusion column. We performed homology modeling studies which led to assume that P21 can be a serinprotease inhibitor of Kunitz type. Furthermore, this hypothesis was confirmed in the experiments testing the P21 inhibitory activity against the trypsin, chymotrypsin and elastase. We found the P21 exclusively inhibit neutrophil elastase. Studies using dynamic light scattering (DLS) revealed that the samples containing P21 contained large molecular weigth aggregates in different concentrations at all evaluated pHs. Others measurements were performed to assess the P21 aggregation state according to the temperature and we found that between 32-52 °C the protein had a smaller hydrodynamic radius, indicating less aggregation in this range. Circular dichroism (CD) studies revealed that P21 has about 20% α-helix, 32% β, -sheet, 22% turn and 23% of random structure. According to the denaturation curve for the CD spectrum obtained, the P21 was denatured from 64°C.

Esse trabalho teve como objetivo a determinação da estrutura tridimensional do inibidor de tripsina purificado de sementes de Enterolobium contortisiliquum (EcTI) e a modelagem molecular dos complexos EcTItripsina, EcTI-quimotripsina , EcTI-trombina, EcTI-fator Xa, e suas análises. O EcTI possui 19kDa de peso molecular inibe tripsina, quimotripsina, calicreína plasmática humana, plasmina humana e fator Xlla, mas não inibe fator Xa e ativador de plasminogênio. Monocristais apropriados à coleta de dados de difração de raios-X foram obtidos na condição 50 do fatorial da Hampton (PEG8000 - 0,5M, LiSO4 - 0,5M) através da técnica de acupuntura em gel à temperatura constante de 15&#176C após três semanas. O grupo espacial encontrado foi o P21 com uma molécula na unidade assimétrica. Os dados de difração foram coletados num detetor de placas de imagem MAR345 na linha de Cristalografia de Proteínas (PCr) no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) em Campinas até uma resolução de 1,96&#197, completeza de 87% e Rsym=10,3%. A estrutura foi resolvida por Substituição Molecular tendo-se como molde a estrutura do inibidor de tripsina proveniente de Erythrina caffra que apresenta 39% de identidade seqüencial com a seqüência primária do EcTI. Divergências entre a seqüência primária esperada e a observada no mapa de densidade eletrônica levaram à suposição da existência de isoformas para este inibidor. Acatando esta hipótese e supondo que a isoforma cristalizada era diferente da isoforma cuja seqüência foi publicada, mudanças na seqüência guiadas pelo mapa de densidades foram realizadas. Um total de 33 substituições e 1 inserção foram feitos. Diferentemente das tentativas de refinamento com a seqüência original, após as substituições o refinamento convergiu para valores aceitáveis de Rfactor=17% e Rfree=25%. A estrutura apresenta o enovelamento &#946-trefoil com uma pseudo simetria de ordem 3. Os grampos de cabelo presentes na estrutura são espiralados mas isto não é resultado de repetições sistemáticas nos ângulo &#934/&#936 como esperado. Baseado nesta estrutura cristalográfica, um modelo da seqüência original foi construído por modelagem por homologia. A avaliação do modelo em termos de estereoquímica e compatibilidade estrutura-seqüência mostra uma boa qualidade, mesmo existindo a formação de uma ponte salina enterrada no núcleo hidrofóbico da molécula. Estruturas cristalográficas de complexos entre tripsina, quimotripsina, fator Xa e trombina foram usados para gerar modelos de complexos entre as serinoproteases correspondentes e o EcTI. A falta de atividade de EcTI contra fator Xa e trombina pode ser atribuída à incompatibilidade química e estrutural na interface do complexo. / The principal objective of this work was the 3D structural determination of a Trypsin inhibitor from Enterolobium contortisiliquum (EcTI) seeds as well as the modeling of the complexes between EcTI and trypsin, chymotrypsin, thrombin and factor Xa and their subsequent analysis. The inhibitor has a molecular weight of 19.5 kDa and inhibits trypsin, chymotrypsin, human plasma kallikrein, human plasmin and factor Xlla but not factor Xa and tissue type plasminogen activator. A single crystal appropriate for X-ray data collection was grown using condition 50 of Hampton\'s Research fatorial (PEG8000 - 15%, LiSO4 - 0.5mM) by the gel acupuncture technique at 15&#176C. The crystal grew in three weeks in the space group P21 with one molecule in the assymetric unit. Crystallographic data were acquired using an image plate detector MAR345 on the Protein Crystallography beam line at the Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), Campinas, out to 1,96&#197 resolution, with a completeness of 87% and Rsym= 10.3%. The structure was solved by the Molecular Replacement method using the previous determined structure of the trypsin inhibitor from Erythrina caffra which presented 39% sequence identity to EcTI. Discrepancies in the primary structure, as observed in the electron density map led to the supposition of the existence of isoforms for this particular inhibitor. In total 33 substitutions and 1 insertion were made. In contrast with the attempts made with the original sequence, after the amino acids were substituted the refinement converged to acceptable values for Rfactor=17% and Rfree=25%. The 3D fold of EcTI is a &#946-trefoil as expected. The hairpins present in this fold are coiled coils, but not as a result of the systematic alternation of the &#934/&#936 angles as expected. Using the crystallographic structure as a template a homology model for the original sequence was built. The model evaluation in terms of stereochemistry and structure-sequence compatibility showed it to be of generally good quality, despite the presence of a salt bridge buried in the hydrophobic core. Docking experiments using crystallographic structures of trypsin, chymotripsin, factor Xa and thrombin complexed with their respective inhibitors were undertaken. The lack of EcTI activity against factor Xa and thrombin is predicted to be due to chemical and structural incompatibility at the complex interface.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistÃncia de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenÃas aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificaÃÃo, caracterizaÃÃo e avaliaÃÃo do efeito biolÃgico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. AtravÃs de precipitaÃÃo com Ãcido tricloroacÃtico (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serÃnicas com reconhecido efeito tÃxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimÃtico com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primÃria (64/69 aminoÃcidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitÃria sobre as enzimas quimotripsina (13,24  0,28%) e papaÃna (5,28  0,42%), e nÃo foi capaz de inibir a proteÃlise promovida pela bromelaÃna. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalÃtica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibiÃÃo variando entre 4,74  0,45% a 56,06  1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44  0,99%), Anthonomus grandis (77,93  0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21  0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44  1,23%). Esse expressivo efeito inibitÃrio do SSTI2 sobre a atividade catalÃtica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino mÃdio dos insetos sugere um possÃvel efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivÃncia de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliaÃÃes de outras propriedades bioquÃmicas do inibidor serÃo importantes para determinar a potencial aplicaÃÃo biotecnolÃgica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. AlÃm disso, a sequÃncia do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a sÃntese, clonagem do gene codificante e expressÃo heterÃloga dessa potencial ferramenta biotecnolÃgica. / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24  0.28%) and papain (5.28  0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74  0.45% to 56.06  1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44  0.99%), Anthonomus grandis (77.93  0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21  0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44  1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insectâs midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Castor bean (Ricinus communis L.) is an important crop for the Northeast of Brazil, which recently has been used to produce biodiesel. Around 90% of the castor bean production in Brazil is concentrated at Northeast region and the state of Cearà is the second largest producer. During the oil extraction process from the castor bean seeds, a resulting residue, called castor cake, is underutilized. However, this byproduct is rich in protein and micronutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium, an attribute that qualifies it as a stuff that could be used as organic fertilizer or as animal feed, for example, bringing added value to it. Unfortunately, its use as food has not been possible because of the presence of toxic elements and allergens (ricin, ricinine, complex allergens) in its composition, unless it were previously submitted to a detoxification process. To date, the existing technologies to this end are not economically viable on an industrial scale. Therefore, studies to add value to this abundant byproduct generated in the castor bean biodiesel productive chain is of paramount importance. Thus, in this context, this study was performed to identify, isolate, purify and characterize new bioactive molecules of de-oiled castor cake with biotechnological potential. Through extraction of soluble proteins with 50 mM Tris-HCl pH 7.5, fractionation with ammonium sulfate (50-75%), following by hydrophobic interaction chromatography in Phenyl-Sepharose column and ion exchange chromatography (DEAE-Sepharose), a protein, named Rc-2S-Alb, able to inhibit trypsin was purified. Rc-2S-Alb has a molecular mass of approximately 75.8 kDa, as determined by SDS-PAGE, and under reducing conditions showed a large and a small protein band of 15.8 kDa and 10.5 kDa, respectively. Its NH2-terminal sequence showed similarity with the following proteins: putative 2S albumin precursor (89%), chain A of RicC3 (89%), and chain A of mabilin-1 (89%), all from R. communis seeds; and with the short chain of a "napin-like" protein from Brassica napus (89%). In addition, these similar proteins have two highly conserved domains: QEVQRKDLS and YLRQS. Comparison of the partial primary structure of Rc-2S-Alb generated by the ESI-Q-TOF MS/MS analysis of 17 tryptic peptides, showed 43% similarity to Mabinlin-1 (pI/Mr 6.7 and 29.3 kDa) from R. communis. There were also high similarities among the three-dimensional structures of Rc-2S-Alb, RicC3 and Mabinlin-1. Rc-2S-Alb did not inhibit the spore germination of the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum and Rizoctonia solani, but promoted aggregation of their respective spores. Moreover, Rc-2S-Alb did not inhibit the mycelial growth of Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani and Collethotricum gloeosporioides. Contrary, Rc-2S-Alb was effective in inhibiting the growth of the human pathogenic bacteria Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae and Bacillus subtilis, at low concentrations. In conclusion, it was established a protocol to purify a new 2S albumin from castor bean cake, which inhibits trypsin and has important antibacterial activity. Thus, the Rc-2S-Alb should be further studied in order to verify its effectiveness as new alternative therapeutic agent against resistant bacteria to commercial antibiotics, which will contribute to improve the human health. / A mamoneira (Ricinus communis L.) à uma cultura importante para a regiÃo Nordeste do Brasil, onde, recentemente, tem sido utilizada para produÃÃo de biodiesel. O Nordeste detÃm 90% da produÃÃo brasileira de mamona, sendo o CearÃ, o segundo maior produtor. No processo de extraÃÃo de Ãleo das sementes de mamoneira para produÃÃo de biodiesel, o resÃduo resultante, denominado de torta da mamona, representa um subproduto pouco utilizado. Apesar disso, essa torta à rica em proteÃnas e micronutrientes, como nitrogÃnio, fÃsforo e potÃssio, atributo que a qualifica como um insumo que poderia ser utilizado como adubo orgÃnico, ou mesmo como raÃÃo animal, o que lhe agregaria valor comercial. Todavia, seu uso como alimento nÃo tem sido possÃvel por causa da presenÃa de elementos tÃxicos e alergÃnicos (Ricina, Ricinina, Complexos AlergÃnicos) na sua composiÃÃo, a nÃo ser que passasse por processamento para sua destoxificaÃÃo. Infelizmente, tecnologia economicamente viÃvel para esse fim, em escala industrial, ainda à inexistente. Portanto, hà necessidade de pesquisas que venham a agregar valor a esse subproduto abundante da cadeia produtiva do biodiesel. Assim, nesse contexto, o presente trabalho està inserido num projeto cujo objetivo maior à identificar, isolar, purificar e caracterizar novas molÃculas bioativas da torta delipidada de sementes de mamoeira com potencial biotecnolÃgico. AtravÃs de extraÃÃo de proteÃnas solÃveis com tampÃo Tris-HCl, 50 mM, pH 7,5, e fracionamento do extrato obtido com sulfato de amÃnio (50-75%), cromatografia de interaÃÃo hidrofÃbica em coluna Phenyl-Sepharose e cromatografia de troca iÃnica (DEAE-Sepharose) foi possÃvel purificar uma albumina 2S, denominada Rc-2S-Alb, capaz de inibir tripsina. A Rc-2S-Alb apresentou massa molecular de, aproximadamente, 75,8 kDa, determinada por SDS-PAGE, mas, em condiÃÃes redutoras, apareceu como uma banda maior de 15,8 kDa e outra menor com 10,5 kDa. Sua sequÃncia NH2-terminal revelou haver similaridade (89%) com o precursor putativo da albumina 2S de R. communis jà descrita, com a cadeia A da estrutura da RicC3 (89%), com a cadeia A da mabilin-1, ambas, tambÃm, de R. communis (89%), com a cadeia pequena de uma proteina ânapin-likeâde Brassica napus (89%). Em todas essas proteÃnas similares, dois domÃnios, QEVQRKDLS e YLRQS, sÃo altamente conservados. ComparaÃÃo da estrutura primÃria gerada por ESI-Q-TOF MS/MS, a apartir de 17 peptÃdeos trÃpticos da Rc-2S-Alb, mostrou similaridade de 43% com a Mabinlin-1 (pI/Mr de 6,7 e 29.3 kDa) de R. communis. Em relaÃÃo à estrutura tridimensional da Rc-2S-Alb, ela apresentou similaridade com a de Ric C3 e Mabinlin-1. A Rc-2S-Alb foi incapaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos fitopatogÃnicos Fusarium oxysporum e Rizoctonia solani, mas foi capaz de promover a aglomeraÃÃo dos mesmos. A Rc-2S-Alb tambÃm nÃo foi capaz de inibir o crescimento micelial dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani e Collethotricum gloeosporioides. Por outro lado, a Rc-2S-Alb foi eficiente em inibir o crescimento de Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae e Bacillus subtilis, todas as bactÃrias patogÃnicas a seres humanos, quando em baixas concentraÃÃes. Como conclusÃo, foi possÃvel a purificaÃÃo de uma nova albumina 2S da torta da mamona, capaz de inibir tripsina e com atividade antibacteriana importante. Assim, a Rc-2S-Alb deve ser explorada no sentido de verificar sua eficÃcia como um novo agente terapÃutico alternativo no combate a bactÃrias resistentes aos produtos disponÃveis, hoje, no mercado, o que, se confirmado, poderà contribuir para a melhoria da saÃde humana.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) à de grande importÃncia socioeconÃmica devido Ãs suas sementes, que sÃo utilizadas, principalmente, na produÃÃo do Ãleo que pode ser empregado para diversos fins industriais. A extraÃÃo do Ãleo gera um subproduto de alto valor nutricional, conhecido como torta da mamona. PorÃm, a presenÃa de compostos tÃxicos e alergÃnicos dificulta utilizaÃÃo desse resÃduo como fonte de alimentaÃÃo animal. Outra forma de agregar valor à torta da mamona seria buscar molÃculas bioativas que pudessem ter aplicaÃÃes na agricultura e saÃde humana. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar um inibidor de tripsina da torta da mamona, bem como, testar a atividade deste in vitro contra fungos fitopatogÃnicos de importÃncia agrÃcola e proteases do intestino mÃdio de Aedes aegypti. O inibidor de tripsina da torta da mamona, nomeado RcTI, foi purificado atravÃs de tratamento tÃrmico, coluna de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose 4B e cromatografia de troca iÃnica em ResourceTM Q. Essa proteÃna apresentou massa molecular aparente de 14,0 kDa na ausÃncia ou presenÃa de agente redutor, pI 5,2 e nÃo à uma glicoproteÃna. A sequÃncia NH2-terminal do RcTI purificado mostrou similaridade de 83% com uma proteÃna de armazenamento rica em enxofre (albumina 2S) de R. communis e de 48% com uma napin-like (albumina 2S) de R. communis. O RcTI mostrou-se estÃvel apÃs tratamento tÃrmico a 98 ÂC durante duas horas. Da mesma forma, permaneceu com atividade inibitÃria estÃvel na faixa de pHs Ãcidos. No entanto, houve uma perda de, aproximadamente, 20% na capacidade inibitÃria em pHs alcalinos (pH 8-11). O RcTI (13 Âg) nÃo foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani e Rhizoctonia solani. No entanto, foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos de Colletotrichum gloeosporioides. O RcTI nÃo foi efetivo na inibiÃÃo de crescimento vegetativo dos fungos mencionados acima. Esse inibidor foi efetivo contra as proteases intestinais de Aedes aegypti com 91% de inibiÃÃo. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, conclui-se que o RcTI tem potencial biotecnolÃgico, podendo ser utilizado como uma alternativa para o combate do importante fungo fitopatogÃnico C. gloeosporioides e larvas de A. aegypti. / The castor bean (Ricinus communis L.) culture is of great socioeconomic importance because of its seeds, which are used mainly for production of oil that can be used for various industrial purposes. The oil extraction generates a by-product of high nutritional value known as the castor cake. However, the presence of toxic and allergenic compounds hinders the use of this residue to feeding source. Another way to add value to the castor cake would be to seek bioactive molecules that could have applications in agriculture and human health. This study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor of castor cake and, to test this in vitro activity against phytopathogenic fungi of agricultural importance and proteases from the midgut of Aedes aegypti. The trypsin inhibitor of castor cake, named RcTI, was purified by heat treatment, affinity column in anhydrotrypsin-Sepharose 4B and ion-exchange chromatography ResourceTM Q. RcTI has a apparent molecular mass of 14 kDa in the absence or presence of a reducing agent, pI 5.2 and isnât a glycoprotein. The NH2-terminal sequence of purified RcTI showed 83% similarity with sulfur-rich storage protein (2S albumin) R. communis and 48% with napin-like (2S albumin) R. communis. The RcTI was stable after heat treatment at 98 ÂC for two hours. The inhibition on trypsin was stable in the acid pH range. However, there was a loss of approximately 20% inhibitory effect on alkaline pH (pH 8-11). The RcTI (13 Âg) was unable to inhibit the germination of spores of the fungus Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Fusarium solani. However, it was able to inhibit the germination of spores of Colletotrichum gloeosporioides. RcTI 100 Âg was not effective in the inhibition of vegetative growth of the fungi mentioned above. This inhibitor was effective against proteases from the midgut of Aedes aegypti with 91% inhibition. The results of the present study indicate that RcTI has biotechnological potential, can be used as an alternative to combat the important plant pathogenic fungus C. gloeosporioides and larvae of A. aegypti.

A soja vem ganhando destaque, pois alguns estudos apontam uma série de potenciais benefícios para a saúde. Estão presentes na soja dois grupos de inibidores de proteases. Alguns estudos demonstram que o tratamento térmico pode não ser suficiente para a inativação completa desses inibidores. Esses inibidores podem afetar a digestibilidade da proteína e a absorção e biodisponibilidade de alguns minerais, como o ferro. Realizaram-se cinco tratamentos: T1 e T2 – com secagem prévia + 10 e 15 minutos de forno, respectivamente; T3, T4 e T5 – sem secagem prévia + 45, 50 e 60 minutos de forno. O controle foi seco em estufa (55ºC) durante 31 horas. A quantidade de ferro nas amostras analisadas variou de 83,67 a 58,8 mg/kg e a porcentagem de ferro dialisado foi de 0,95% a 1,38%, estando de acordo com o encontrado na literatura. Os valores da digestibilidade da proteína in vitro variaram de 91,21% a 93,14%, sem que houvesse correlação com os inibidores de tripsina, sendo a melhora da digestibilidade devida ao tratamento térmico. A atividade dos inibidores de tripsina para os tratamentos com secagem prévia variou de 25,24 a 23,94 UTI/mg de proteína e para os sem secagem prévia de 46,39 a 38,33 UTI/mg de proteína. A atividade dos inibidores para o controle foi de 55,81 UTI/mg de proteína. Os valores estão de acordo com a literatura, sendo, portanto, considerados como adequados, mostrando que a tostagem em forno convencional é bastante eficaz quanto à inativação do inibidor de tripsina. Após a proteólise in vitro, verificou-se reativação dos inibidores de tripsina em todos os tratamentos analisados. Os valores variaram de 5,48 UTI/mg de proteína (controle) a 7,65 UTI/mg de proteína (T1). As maiores porcentagens foram para os tratamentos com secagem prévia, 30,31% e 28,45%, enquanto que para os sem secagem prévia foi de 14,68%, 14,12% e 19,38%. O controle apresentou 9,82% de reativação. Concluiu-se que a tostagem em forno convencional inativou os inibidores de tripsina, sendo o tratamento sem secagem prévia o mais eficaz, pois, com esse tratamento, houve menor reativação dos inibidores após a proteólise in vitro. A tostagem foi responsável pela melhora da digestibilidade da proteína e da diálise de ferro in vitro. O tratamento que promoveu a maior aceitabilidade dos grãos de soja tostados foi o que recebeu o tempo intermediário de 50 minutos, sem secagem prévia. / The soy comes gaining prominence, therefore some studies point a series of potential benefits with respect to the health. Two groups of inhibitors of proteases are present in the soy. Some studies demonstrate that the thermal treatment can not be enough for the complete inactivation of these inhibitors. These inhibitors can affect the digestibility of the protein and the absorption and availability of some minerals, as the iron. Five treatments had been do: T1 and T2 - with previous drying + 10 and 15 minutes of oven, respectively; T3, T4 and T5 - without previous drying + 45, 50 and 60 minutes of oven. The control was dry in oven (55ºC) during 31 hours. The amount of iron in the analyzed samples varied of 58,8 the 83,67 mg/kg and percentage of dialysed iron was of 0,95% the 1.38%, being in accordance with the found one in literature. The values of the digestibility of protein in vitro had varied of 91,21% the 93.14%, without that it had correlation with trypsin inhibitors, being the improvement of the digestibility due to the thermal treatment. The trypsin inhibitors activity for the treatments with previous drying varied of 25,24 the 23,94 UTI/mg of protein and for the ones without previous drying varied of 38,33 the 46,39 UTI/mg of protein. The inhibitors activity for the control was of 55,81 UTI/mg of protein. The values are according with the literature, being, therefore, considered as adjusted, showing that the roasting in conventional oven is sufficiently efficient how much to the inactivation of trypsin inhibitors. After proteolysis in vitro, verified reactivation of trypsin inhibitors in all the analyzed treatments. The values had varied of 5,48 UTI/mg of protein (control) the 7,65 UTI/mg of protein (T1). The biggest percentages had been for the treatments with previous drying, 30.31% and 28.45%, while that for the ones without previous drying it was of 14,68%, 14.12% and 19,38%. The control presented 9.82% of reactivation. The treatment the most efficient without previous drying was concluded that the roasting in conventional oven inactivated trypsin inhibitors, being, therefore, with this treatment, proteolysis had minor after reactivation of inhibitors in vitro. The roasting was responsible for the improvement of the digestibility of protein and dialyse of the iron in vitro. The treatment that promoted the biggest acceptability of the roasted grains of soy was what it received the time intermediate from 50 minutes, without previous drying.

Xylella fastidiosa é uma bactéria patogênica encontrada em várias plantas. Esta bactéria secreta proteases extracelulares detectadas em gel de eletroforese, sendo a gelatina usada como substrato co-polimerizado. Três principais bandas protéicas foram detectadas com massa molar (MM) de 122, 84 e 65 kDa produzidas pelo isolado de citros (X0) e duas bandas de aproximadamente 84 e 65 kDa de isolado de videira (9713). Estas bactérias produziram zonas de hidrólise em meio sólido contendo gelatina, caseína e hemoglobina. Os resultados usando a gelatina como substrato foram os melhores para a atividade das proteases. A atividade enzimática das proteases de X. fastidiosa de citros e videira foi completamente inibida por PMSF e parcialmente inibida por EDTA, podendo ser visualizado em gel de eletroforese nativo. A temperatura ótima de atividade protéica foi de 30oC e o pH ótimo de 7,0. Além das proteases secretadas por este fitopatógeno, quitinase e β-1,3-glucanase foram também detectadas no sobrenadante das culturas. Os resultados sugeriram que estas proteases produzidas pela X. fastidiosa de citros e videira pertencem ao grupo das serina e metalo proteases. / Xylella fastidiosa is a pathogenic bacterium found in several plants. These bacteria secrete extracellular proteases into the culture broth as visualized in sodium-dodecyl-sulfate polyacrylamide activity gels containing gelatin as a co-polymerized substrate. Three major protein bands were produced by strain X0 (citrus) with molar masses (MM) of 122, 84 and 65 kDa. Grape strain 9713 produced two bands of approximately 84 and 64 kDa. These organisms produced zones of hydrolysis in agar plates amended with gelatin, casein and hemoglobin. Gelatin was the best substrate for these proteases. SDS-PAGE activity gel indicated that the protease activities of X. fastidiosa from citrus and grape were completely inhibited by PMSF and partially inhibited by EDTA. The optimal temperature for protease activity was 30oC with an optimal pH of 7.0. Among the proteolytic enzymes secreted by the phytopathogen, chitinase and β-1,3-glucanase activities were also detected in cultures of X. fastidiosa (citrus). From these results, it is suggested that these proteases produced by strains of X. fastidiosa from citrus and grape, belong to the serine- and metallo-protease group.