CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Dioclea megacarpa Rolfe is the correct synonym for D. relexa var. grandiflora. This species belongs to Fabaceae, the legume family. Previous studies, realized in our research group, showed the presence of active proteins for several phytopathogenic fungi in the seeds of this species, among of them Aspergillus niger. Thus, the present work was proposed with the objective of determining the bioactivity of protein(s) from D.megacarpa seeds against fungi, leading to its/their purification and partial characterization and further investigation of its/their action mechanism. Another approach of this work it was analyze the insecticidal potential of glucose/mannose-specific lectin, isolated from D.megacarpa seeds (Moreira et al., 1983), against the cowpea bruchid Callosobruchus maculatus. For this, seed flour was placed in contact with 0.15 M NaCl (1:5, w/w), followed by stirring for 3 h, filtration through a nylon cloth, re-extraction for 1 h, centrifugation at 11,500 x g, for 30 min, at 4 oC. The supernatant obtained, named total extract, showed antifungal activity against A. niger and presented several bioactive proteins, including lectin (129.27 UH/mgP, using trypsinized rabbit erythrocytes), trypsin inhibitor (18.91 mg de tripsina inibida/gF), urease (47.50 U/gF), toxin (LD50 119.60 mgP/Kg mice body weight ), chitinase (1.66 nKat/mgP) e β-1,3-glucanase (0.55 nKat/mgP). On the other hand, peroxidasic and proteolytic activities were not detected. For purification of antifungal principle, several chromatographies were performed on Sephadex G-50, Chitin and Resource Q, this last connected to an FPLC system. The purified antifungal protein, named Dm-PAF, with apparent molecular mass of 67-68 kDa (SDS-PAGE), did not show any haemagglutinating or chitinolytic activity and presented its NH2-terminal sequence blocked. Dm-PAF, at a very low concentration (0.015 ÂgP/ÂL), it was able to inhibit the growth of Saccharomyces cerevisiae and Candida tropicalis yeasts. The investigation of the antifungal action mechanism excluded the possibility of interaction between Dm-PAF and H+-ATPase pumps. In addition, the glucose/mannose-specific lectin, obtained from Sephadex G-50 column, exhibited a potent insecticidal activity against C. maculatus, interfering in important parameters related to life cycle of this insect. These data show to be the D. megacarpa seeds a rich source of biologically interesting proteins, possibly involved in the defense mechanism of plants / Dioclea megacarpa Rolfe à usada como sinonÃmia de D. relexa var. grandiflora, uma espÃcie pertencente à famÃlia Fabaceae (Leguminosae). Estudos prÃvios, realizados por nosso grupo de pesquisa, demonstraram a presenÃa em suas sementes de proteÃnas ativas contra fungos fitopatogÃnicos, dentre esses Aspergillus niger. Assim, o presente trabalho foi proposto no intuito de avaliar a bioatividade de proteÃnas de sementes de D. megacarpa contra fungos, conduzindo à sua purificaÃÃo e caracterizaÃÃo parcial, bem como à investigaÃÃo de seu mecanismo de aÃÃo. Outro objetivo deste trabalho foi examinar o potencial inseticida da lectina com especificidade por glucose-manose, isolada de sementes de D. megacarpa (Moreira et al., 1983), contra o bruquÃdeo do feijÃo-caupi Callosobruchus maculatus. Para tanto, farinha de sementes foi posta em contato com NaCl 0,15 M (1:5, p/v), seguida de agitaÃÃo contÃnua por 3 h, filtraÃÃo em pano de trama fina, re-extraÃÃo por 1 h e centrifugaÃÃo a 11.500 x g, 30 min, 4 oC. O sobrenadante obtido, denominado de extrato total, se mostrou ativo contra A. niger e apresentou vÃrias proteÃnas bioativas, compreendendo lectina (129,27 UH/mgP, com eritrÃcitos tripsinizados de coelho), inibidor de tripsina (18,91 mg de tripsina inibida/gF), urease (47,50 U/gF), toxina (DL50 119,60 mgP/Kg de peso corpÃreo de camundongo), quitinase (1,66 nKat/mgP) e β-1,3-glucanase (0,55 nKat/mgP). Por outro lado, atividades peroxidÃsica e proteolÃtica nÃo foram detectadas. Para purificaÃÃo da proteÃna antifÃngica, foram realizadas cromatografias em matrizes de Sephadex G-50, Quitina e Resource-Q, essa Ãltima acoplada ao sistema de FPLC. A proteÃna antifÃngica purificada de sementes de D. megacarpa, denominada de Dm-PAF, com massa molecular aparente de 67-68 kDa (PAGE-SDS), nÃo mostrou atividades hemaglutinante e quitinÃsica e apresentou sua seqÃÃncia NH2-terminal bloqueada. Dm-PAF, em concentraÃÃo baixÃssima (0,015 ÂgP/ÂL), se mostrou capaz de inibir o crescimento das leveduras Saccharomyces cerevisiae e Candida tropicalis, cuja investigaÃÃo do mecanismo de aÃÃo nÃo revelou envolvimento dessa proteÃna com bombas de H+-ATPase. Em adiÃÃo, a lectina ligante a glucose-manose, obtida na cromatografia em Sephadex G-50, mostrou potente atividade inseticida contra C. maculatus, interferindo em parÃmetros importantes relacionados ao ciclo de vida do inseto. Os dados apresentados mostram as sementes de D. megacarpa como uma rica fonte de proteÃnas interessantes, possivelmente envolvidas no mecanismo de defesa das plantas

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lectinas de plantas sÃo proteÃnas de origem nÃo-imune contendo pelo menos um domÃnio nÃo-catalÃtico, capaz de se ligar especÃfica e reversivelmente a mono ou oligossacarÃdeos, podendo ou nÃo apresentar sÃtios catalÃticos. As lectinas de planta sÃo o grupo mais estudado dessas proteÃnas. Apesar da alta similaridade dos membros da subtribo Diocleinae, apresentam diferenÃas na especificidade a carboidratos e atividades biolÃgicas variadas. A lectina de sementes de Canavalia boliviana foi purificada utilizando cromatografia de afinidade em matriz de Sephadex G-50 e cristalizada por difusÃo de vapor a 293 K. ApÃs otimizaÃÃes bons cristais foram obtidos utilizando a condiÃÃo de 0,1M de HEPES pH 7,5 com 3,0 M de formato de sÃdio. Os cristais apresentavam o grupo espacial monoclÃnico C2, com parÃmetros de cela de a = 126,70 Ã, b = 66,64 Ã, c = 64,99 à e Ãngulos de α = 90,0 β = 120,8 γ = 90,0Â. Observando a presenÃa de um dÃmero na unidade assimÃtrica foi estimada uma concentraÃÃo de 46% de solvente no cristal. A estrutura foi resolvida a 1,6 à usando substituiÃÃo molecular para resolver o problema das fases e as coordenadas da CGL foram utilizadas como modelo. O refinamento foi satisfatÃrio com Rfator e Rfree 17,89 e 20,71 respectivamente e todos os resÃduos de aminoÃcidos se mostraram em regiÃes permitidas no grÃfico de Ramachandran. A estrutura primaria apresentou identidade de 98% com a ConA e outras lectinas do tipo ConA. A estrutura tridimensional se mostrou semelhante com outras estruturas jà descritas, mas algumas diferenÃas foram observadas principalmente em regiÃes de âloopâ. Essas diferenÃas podem ser responsÃveis pelas diferenÃas nas atividades biolÃgicas dessas proteÃnas / Lectins are proteins of non immune origin with non-catalytic site that bind reversibly and specific carbohydrates, containing or not a catalytic-site. Plant lectins are the most studied group of carbohydrate binding proteins. Despite the high similarity between the members of the Diocleinae sub tribe (Leguminosae) group, they present different biological activities. Canavalia boliviana lectin (Cbol) was purified using a Sephadex G-50 column and crystallized in the presence of X-Man by hanging-drop vapor diffusion at 293K. After optimizations crystals suitable for diffraction were obtained under the condition 0.1 M HEPES pH 7.5 and 3.0 M sodium formate. The crystal belongs to the monoclinic space group C2, with unit-cell parameters a = 126.70 Ã, b = 66.64 Ã, c = 64.99 à and the angles α = 90.0 β = 120.8 γ = 90.0Â. A complete data set was collected at 1.5 à resolution. Assuming the presence of a dimmer in the asymmetric unit, the solvent content was estimated to be about 46%. The structure was solved at 1.6 à using molecular replacement to solve the phase problem and CGL coordinates was used as model. The refinement was satisfactory Rfactor and Rfree were respectively 17.98 and 20.71 and all amino acids residues were found in allowed regions. The primary structure showed 98% of identity to ConA and others ConA like lectins. The tridimensional structure observed showed high similarity to others already described structures, but some differences could be observed mainly on loop regions. These differences could be responsible for the distinct biological effects of these proteins

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lectinas sÃo (glico)proteÃnas que podem reconhecer e se ligar reversivelmente a carboidratos ou a outras substÃncias derivadas de aÃÃcares. SÃo encontradas nos reinos vegetal e animal. Hypnea cervicornis à uma espÃcie de alga marinha vermelha encontrada no nordeste do Brasil da qual foi isolada a lectina H. cervicornis aglutinina (HCA), um polipeptideo que contÃm 90 resÃduos de aminoÃcidos (9193 Da) que se ligam especificamente a glicoproteÃnas do tipo mucina. O objetivo do presente trabalho foi estudar as atividades antiinflamatÃria e antinociceptiva, ainda nÃo exploradas, da HCA. Foram utilizados camundongos Swiss albinos (20-35g) ou ratos Wistar (150-250g). Para o estudo da atividade antiinflamatÃria da HCA, os ratos foram injetados e.v. somente com a lectina nas doses de 10-2; 10-1; 1 e 10 mg/Kg (peritonite) ou a dose de 1 mg/Kg em associaÃÃo com 5 mg/mL de mucina (1 mg/Kg). ApÃs esse procedimento, os animais foram avaliados nos modelo de peritonite induzida Cg (quimiotÃtico direto) ou por fMLP (quimiotÃtico indireto). HCA (10-1; 1 e 10 mg/Kg) inibiu a peritonite induzida por Cg e por fMLP. Observamos que na peritonite induzida por Cg: A administraÃÃo conjunta de HCA (1 mg/Kg) com mucina inibiu sua atividade antiinflamatÃria (p<0,05), sugerindo participaÃÃo do sÃtio lectÃnico nesta atividade; o aquecimento de HCA a 100oC, por 10 minutos, inibiu seu efeito antiinflamatÃrio, indicando a importÃncia de sua estrutura; a microscopia intravital mostrou que a HCA (10 mg/Kg) reduziu o rolamento e adesÃo de leucÃcitos; a lectina induziu a produÃÃo de Ãxido nÃtrico (NO, reaÃÃo de Griess) no soro; Aminoguanidina e L-Nitro-Arginina inibiram a atividade da HCA; HCA nÃo reduziu as concentraÃÃes de citocinas TNF-&#945; e IL-1 no peritÃnio. A pressÃo arterial e o leucograma dos animais nÃo foram alterados pela administraÃÃo de HCA. A lectina nÃo age diretamente sobre neutrÃfilos, pois nÃo inibiu a quimiotaxia in vitro induzida por agente quimiotÃtico (MIP-2). No edema de pata induzido por Dextrana ou Cg, HCA (1 mg/Kg) inibiu significativamente (p<0,05) apenas o edema de pata induzido por Cg. O efeito antiedematogÃnico da HCA foi prevenido pela administraÃÃo conjunta com mucina. HCA reduziu as contorÃÃes induzidas por Ãcido acÃtico e seu efeito antinociceptivo foi prevenido pela administraÃÃo conjunta com mucina. HCA diminuiu somente a segunda fase do teste da formalina. No teste da placa quente, HCA nÃo apresentou efeito. A lectina tambÃm nÃo alterou a atividade locomotora. A toxicidade sub-crÃnica foi avaliada pelo tratamento de ratos com HCA (1mg/kg), durante sete dias consecutivos, atravÃs de vÃrios parÃmetros: funÃÃes do rim (peso Ãmido, dosagem de creatinina e urÃia) e do fÃgado (peso Ãmido, avaliaÃÃo da cinÃtica da aspartato amino transaminase e alanina amino transaminase), coraÃÃo (peso Ãmido), estÃmago (peso Ãmido e avaliaÃÃo visual de possÃveis lesÃes), variaÃÃo de massa corporal dos animais tratados e leucograma. Os resultados obtidos nÃo mostraram qualquer alteraÃÃo dos parÃmetros avaliados, demonstrando que a HCA nÃo apresenta nenhuma toxicidade nos animais. Em conjunto, esses dados revelam que a HCA apresenta atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva que supostamente podem ser explicadas por bloqueio direto competitivo com carboidratos ligantes de selectinas e/ou indireto, via produÃÃo de NO, que diminuem o rolamento e adesÃo de leucÃcitos sobre o endotÃlio. / Lectins are (glyco)proteins that can recognize and reversibly bind to carbohydrates or other substances derived from sugars. They are found throughout animal and vegetal kingdoms. Hypnea cervicornis is a species of marine red algae found in Northeast of Brazil from which was isolated the lectin Hypnea cervicornis aglutinin (HCA), a polypeptide containing 90 amino acid residues (9193 Da) that binds especifically to mucin-type glycoprotein. The objective of this work was to study the anti-inflammatory and anti-nociceptive activities of HCA not yet known. Albine Swiss mice (20-35g) and Wistar rats (150-250g) were used. For the study of HCA anti-inflammatory activity, the rats were injected (i.v.) with lectin alone in the doses of 10-2; 10-1; 1 e 10 mg/Kg (peritonitis) or a dose of 1 mg/Kg associated to 5 mg/mL of mucin (1 mg/Kg). Following this procedure, the animals were evaluated in the peritonitis model induced by Cg (direct neutrophil chemoatractant) or by fMLP (indirect neutrophil chemoatractant). HCA (10-1; 1 and 10 mg/Kg) inhibited Cg- and fMLP-induced peritonitis. In Cg-induced peritonitis it was observed that: the administration of HCA (1mg/Kg) in association with mucin inhibited its anti-inflammatory activity (p<0.05), suggesting the participation of the lectin site on this mechanism; heating HCA at 100oC, for 10 minutes, inhibited its anti-inflammatory effect, indicating the importance of its structure for that mechanism; the intravital microscopy showed that HCA reduced the rolling and adhesion of the leucocytes; the lectin induced the production of nitric oxide (NO Griess reaction) in serum; aminoguanidine and L-Nitro-arginin inhibited the HCA activity; HCA did not reduce the concentrations of TNF-&#945; and IL-1 in the peritoneum. The arterial pressure and the leukogram of the animals were not altered by the administration of HCA. The lectin does not act directly on neutrophils because it did not inhibit the in vitro chemotaxis induced by MIP-2, a chemotactic agent. In the carragenan (Cg)- or dextran-induced paw edema, HCA (1 mg/Kg) inhibited significantly (p<0.05) only the Cg-induced paw edema. The antiedematogenic effect of HCA was prevented when it was administered in association with mucin. HCA reduced the writhes induced by acetic acid and its antinociceptive effect was prevented by the association with mucin. HCA only decreased the second phase of formalin test. In the hot plate, HCA did not show any effects. The lectin did not alter the motor coordination. The HCA subcronic toxicity was evaluated treating rats with a dose of 1mg/Kg during seven days and analys of several parameters: kidney functions (wet weight, creatinin and urea serum concentrations), liver functions (wet weight, kinetic of serum aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase), heart (wet weight) stomach (wet weight and visual evaluation of possible lesions), variation of body weight of treated animals and leukogram. The results showed no alterations of the evaluated parameters suggesting that HCA seems to be well tolerated by animals. The results taken together reveal that HCA presents anti-inflammatory and nociceptive activities which could be explained by direct competitive blockage with a common selectin carbohydrate ligand and/or indirectly, via NO production, which decrease of rolling and adhesion of leukocytes to endothelium.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Sementes de Platypodium elegans Vogel, pertencente à FamÃlia Fabaceae, subfamÃlia Papilionoideae, Tribo Dalbergiae possui uma lectina Manose/Glicose ligante. Na purificaÃÃo da lectina em estudo, o extrato total de sementes de P. elegans preparado em NaCl 0,15M teve sua fraÃÃo hemaglutinante isolada por cromatografia de afinidade em quitina, trocas iÃnica em DEAE-Sephacel e em HiTrap SP, essa Ãltima acoplada a HPLC. As fraÃÃes ativas para atividade hemaglutinante obtidas sequencialmente nesses procedimentos foram avaliados quanto à sua atividade especÃfica e homogeneidade em SDS-PAGE. A lectina em seu Ãltimo passo de purificaÃÃo apresentou massa molecular aparente de 55 kDa. A fraÃÃo prÃ-purificada ativa obtida em DEAE-Sephacel foi caracterizada quanto ao seu potencial termiticida e fungicida. A atividade termiticida contra operÃrios e soldados de Nasutitermes corniger, induzindo 100% de mortalidade em ambas as classes, foram melhor visualizadas com as concentraÃÃes 1,0 e 0,8mg/mL, entre 8 e 9 dias para operÃrios e 7 e 8 dias para soldados, onde ainda nÃo se havia registrado menos que 50% de mortalidade no controle negativo. A fraÃÃo testada nÃo apresentou efeito repelente. Em relaÃÃo à atividade fungicida, 20 ug da fraÃÃo chegou a inibir consideravelmente Fusarium lateritium (33%), F. oxysporum (19,4%) e F. solani (14,3%). F. decemcellulare teve uma inibiÃÃo de 4,8% e F. moniliforme, 3,3%. Essas duas atividades reforÃam a participaÃÃo dessa lectina na defesa vegetal, fazendo-a uma potente ferramenta biotecnolÃgica a ser mais profundamente investigada e estudada em relaÃÃo a seu papel na defesa vegetal e na potencial utilizaÃÃo na resistÃncia de madeiras susceptÃveis a cupins. / Seeds of Platypodium elegans Vogel, belonging to the Fabaceae family, Papilionoideae sub-family, Dalbergiae Tribe, posses a specific mannose/glucose lectin. In the purification of the lectin in study, the total extract of seeds of P. elegans prepared in NaCl 0,15M had its active fraction isolated for affinity chromatography in chitin and exchange ionic chromatography in DEAE-Sephacel and HiTrap SP, this last one connected to the HPLC.The active fractions for hemmagutinant activity gotten in these procedures had been sequentially about its specific activity and homogeneity in SDS-PAGE. The lectin in the last step of purification presented apparent molecular mass of 55 kDa. The active fraction from DEAE-Sephacel was characterized about its termiticidal and fungicidal potential. The termiticidal activity against laborers and soldiers of Nasutitermes corniger, inducing 100% of mortality in both the classrooms, was better visualized with the concentrations of 1,0 and 0,8mg/mL, between 8 and 9 days for laborers and 7 and 8 days for soldiers, where it had not been registered mortality less than 50% in the negative control. The tested fraction did not present repellent effect. In relation to the fungicidal activity, 20 ug of the fraction arrived to inhibit considerably Fusarium lateritium (33%), F. oxysporum (19.4%) and F. solani (14.3%). F. decemcellulare had a inhibition of 4,8% and F. moniliforme, 3.3%. These two activities strengthen the participation of this lectin in the vegetal defense, making it a powerful biotechnological tool to be more deeply investigated and studied about its paper in the vegetal defense and the potential use in the resistance of susceptible wood to termites.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os caprinos sÃo considerados importantes fontes de carne, leite e pele, e, portanto, desempenham importante papel econÃmico especialmente na regiÃo nordeste do Brasil Diante disso, o desenvolvimento de sistemas de cultivo de folÃculos ovarianos pode otimizar potencial reprodutivo desta espÃcie. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da lectin PHA de Phaseolus vulgaris sobre o desenvolvimento de folÃculos ovarianos caprino cultivados in vitro. FolÃculos secundÃrios (~ 0,2mm) foram isolados de cÃrtex ovariano e individualmente cultivados por seis dias em &#945;-MEM+ suplementado com 0, 1, 10, 50, 100 o 200Âg/mL da lectina PHA. Ao final do perÃodo de cultivo, os nÃveis de RNAm para FSH-R PCNA e NOS1 nestes folÃculos foram quantificados por qRT-PCR . Os resultados mostraram que, apÃs o cultivo, todos os tratamentos foram capazes de manter a sobrevivÃncia folicula AlÃm disso, nÃo foram observadas diferenÃas significativas entre os tratamentos e o control no aumento do diÃmetro folicular durante o cultivo. Entretanto, a PHA na concentraÃÃo de 10Âg/mL promove uma maior taxa de formaÃÃo de antro em relaÃÃo ao controle (&#945;-MEM+ Nessa concentraÃÃo houve maior expressÃo dos nÃveis de RNAm para FSH-R e PCNA. Em conclusÃo, a PHA na concentraÃÃo de 10Âg/mL mostrou aÃÃo biolÃgica na formaÃÃo antro estimulou um aumento nos nÃveis de expressÃo de RNAm para FSH-R e PCNA em folÃculo secundÃrios caprinos cultivados in vitro por 6 dias. / Goats are considered important sources of meat, milk and skin, and therefore play an important economic role, especially in northeastern Brazil. Thus, the development of culture systems can optimize the reproductive potential of this species. This study aimed to evaluate the effect of lectin PHA of Phaseolus vulgaris on the development of caprine secondary follicles cultured in vitro. Secondary follicles (~0,2mm) were isolated from the cortex of caprine ovaries and individually cultured for six days in &#945;-MEM+ supplemented with PHA at concentrations of 0, 1, 10, 50, 100 or 200Âg/mL. The levels of mRNA for R-FSH, PCNA and NOS1 in these follicles were also evaluated. The results showed that, after culture, all treatments were capable of maintaining the follicular survival. Moreover, there was no significant difference among all treatments regarding follicular growth. However, PHA at concentrations of 10Âg/mL increased the antrum formation rate when compared with control. In this concentration, there was a higher expression of mRNA for R-FSH and PCNA. In conclusion, PHA at concentration 10Âg/mL showed a biological action in antro formation and stimulated an increase of levels of expression of RNAm in caprine ovarian follicles cultured for six days.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / As sementes de Bauhinia bauhinioides Mart, uma espÃcie pertencente à FamÃlia Leguminosae, SubfamÃlia Caesalpinoideae, Tribo Cercideae, possuem uma lectina Galactose/Lactose especÃfica, que aglutina eritrÃcitos de coelho e humanos nativos ou tratados com enzimas proteolÃticas. A lectina de sementes de B. bauhinioides foi purificada por precipitaÃÃo com sulfato de amÃnio seguida por cromatografias de trocas iÃnica em DEAE-Sephacel e em HiTrap SP, essa Ãltima acoplada a HPLC. Esse procedimento resultou na lectina purificada, nomeada BBL. O processo de purificaÃÃo da BBL foi monitorado por SDS-PAGE e observou-se que a lectina purificada à caracterizada por um perfil eletroforÃtico composto por uma banda Ãnica, com massa molecular aparente de aproximadamente 31 kDa, tanto na presenÃa quanto na ausÃncia de um agente redutor. A anÃlise por espectrometria de massas indicou que BBL possui massa molecular de 28310 Da e, por cromatografia de exclusÃo molecular, observou-se que a lectina, na sua forma nativa, parece assumir uma estrutura tetramÃrica. A lectina de sementes de B. bauhinioides nÃo à uma glicoproteÃna e demonstra elevada estabilidade, sendo capaz de manter sua atividade hemaglutinante em uma ampla faixa de pH, apÃs exposiÃÃo a temperaturas de atà 60 C por 1 hora e apÃs diÃlise contra EDTA. BBL foi testada quanto a atividade prÃ-inflamatÃria utilizando o modelo de edema de pata em ratos, tendo sido observada uma induÃÃo significativa de edema nos animais tratados com BBL na dose de 1,0 mg/kg sendo esta atividade prÃ-inflamatÃria inibida pela incubaÃÃo prÃvia da lectina com 0,1 M de D-galactose. Foi avaliado tambÃm o efeito prÃ-inflamatÃrio da BBL em presenÃa de bloqueadores farmacolÃgicos de dois importantes mediadores inflamatÃrios e observou-se que o L-NAME, um inibidor nÃo-seletivo da enzima Ãxido NÃtrico Sintase, inibiu significativamente o edema causado pela lectina, sugerindo que a atividade prÃ-inflamatÃria causada por BBL envolve a participaÃÃo do oxido nÃtrico. Esses resultados reforÃam a idÃia da utilizaÃÃo de lectinas vegetais como ferramentas biotecnolÃgicas em estudos sobre os mecanismos implicados na resposta inflamatÃria. / A new galactose-specific lectin, named BBL, was purified from seeds of the Caesalpinoideae plant, Bauhinia bauhinioides, by precipitation with solid ammonium sulfate followed by two steps of ion exchange chromatography, and its pro-inflammatory activity was evaluated. The lectin haemagglutinated rabbit and humans erythrocytes (native and treated with proteolytic enzymes), which occurred independent on presence of divalent cations, was stable at 60 ÂC for 60 min, had an optimum pH between pH 8.0 and 9.0 and was inhibited after incubation with D-galactose and its derivatives, especially &#945;-methyl-D-galactopyranoside. The pure protein was found to have a molecular mass of 31 kDa by SDSâPAGE and 28,305 Da by electrospray ionization mass spectrometry. The s.c. injection of BBL induced dose-dependent paw edema at all doses tested, an effect that occurred via carbohydrate site interaction and that was significantly reduced by L-NAME, indicating the important participation of nitric oxide in the late phase of the edema induced by BBL. These findings indicate that this lectin can be used as a tool to better understand the mechanisms involved in inflammatory responses.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Mass spectrometry is a technique widely used in all prod uctive sectors. Since the late '80s with the emergence of soft ionization techniques, mass spectrometry has been widely disseminated in the analysis of biopolymers such as fatty acids, nucleic acids, oligosaccharides and especially proteins. Lectins are proteins of nonimmune origin that have at least one specific and reversible binding carbohydrate domain, without the ability to modify them. These proteins are widely distributed in nature. Lectins isolated from seeds of legumes are among the most studied and have high homology degree, being an important molecular marker of evolution in this clade. This study aimed to characterize some legume lectins by m ass spectrometry. Lectin EVA and LAA with 240 and 237 amino acid residues respectively, were analyzed for native mass and sequence of amino acids determined, showing a high degree of homology with other legume lectins. Lectin ConGF, a ConA-like, was analyzed for protein content in the crystal. Was determined that bot h mature chain and proteolytic fragments are present to form crystal, which indicates no difference between the chains structure covalently linked together by weak interactions. The partial sequence shows that ConGF has several structural features within the subtribe Diocleinae. All results demonstrate that mass spectrometry is a versatile and robust tool for characterizing proteins and can be successfully used to obtain structural information of lectins. / A espectrometria de massa à uma tÃcnica amplamente utilizada em todos os setores produtivos. Desde o final dos anos 80 com o surgimento de tÃcnicas de ionizaÃÃo brandas, a espectrometria de massa vem sendo amplamente difundida na anÃlise de biopolÃmeros como Ãcidos graxos, Ãcidos nuclÃicos, oligossacarÃdeos e principalmente proteÃnas. Lectinas sÃo proteÃnas de origem nÃo imune que possuem pelo menos um domÃnio de ligaÃÃo especÃfica e reversÃvel a carboidratos, sem a capacidade de modificÃ-los. Estas proteÃnas sÃo amplamente distribuÃdas na natureza. As lectinas isoladas de sementes de leguminosas estÃo entre as mais estudadas e possuem alta homologia, sendo importantes marcadores moleculares da evoluÃÃo dentro desta famÃlia vegetal. Este trabalho teve como objetivo caracterizar lectinas da famÃlia Leguminosae atravÃs de espectrometria de massa. As lectinas de Erythrina velutina (EVA) e Luetzelburgia auriculata (LAA) com 240 e 237 resÃduos de aminoÃcidos respectivamente foram analisadas quanto a massa molecular nativa e foi determinada a sequencia de aminoÃcidos. As estruturas primÃrias mostraram alto grau de homologia com outras lectinas de leguminosas. A lectina ConGF, uma ConA-Like, foi analisada quanto ao conteÃdo protÃico do cristal. O cristal està composto da cadeia madura alfa e seus os fragmentos proteolÃticos, o que indica nÃo haver diferenÃa entre a estrutura ligada covalentemente e as cadeias unidas por interaÃÃes fracas. A sequÃncia parcial demonstra que ConGF possui caracterÃsticas estruturais da subtribo Diocleinae. Todos os resultados demonstram que a tÃcnica de espectrometria de massa à uma ferramenta versÃtil e robusta para caracterizaÃÃo de proteÃnas e pode ser usada com sucesso para obtenÃÃo de informaÃÃes estruturais de lectinas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As algas marinhas sÃo fontes de compostos bioativos, os quais vÃm despertando interesse em aplicaÃÃes farmacolÃgicas. Dentre esses, destacam-se as lectinas, que sÃo (glico)proteÃnas que se ligam a mono ou oligossacarÃdeos especÃficos. O objetivo desse trabalho foi isolar a lectina da alga marinha vermelha Solieria filiformis (LSf), investigar as suas propriedades na nocicepÃÃo e na inflamaÃÃo aguda e seus possÃveis sinais de toxicidade em animais. Inicialmente, a LSf foi purificada por extraÃÃo com tampÃo Tris-HCl 25mM, pH 7,5, precipitaÃÃo com sulfato de amÃnio (70%) e cromatografias em colunas de DEAE-celulose e Sephadex G-100. Na avaliaÃÃo das atividades biolÃgicas, grupos de animais (n=6) foram submetidos ao prÃ-tratamento com a LSf (1, 3 ou 9 mg/kg; i.v.), 30 min antes do estÃmulo nociceptivo ou inflamatÃrio. A atividade antinociceptiva foi avaliada em camundongos Swiss machos atravÃs dos ensaios de contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico 0,8%, teste da formalina a 2% e da placa quente. Morfina e indometacina (5 mg/kg; s.c.) foram utilizadas como controles. A atividade anti-inflamatÃria em ratos Wistar machos foi avaliada atravÃs dos ensaios de peritonite induzida por carragenana - Cg (700 Âg/cav) e de edema de pata induzidos por Cg (700 Âg/pata); dextrano (500 Âg/pata); ou pela prÃpria LSf (9 mg/kg). Dexametasona (1 mg/kg; s.c.) foi utilizada como controle. A aÃÃo edematogÃnica da LSf (1, 3 ou 9 mg/kg) foi avaliada atravÃs da sua aplicaÃÃo na pata de ratos e da modulaÃÃo farmacolÃgica do edema formado. O estudo da toxicidade da LSf (9 mg/kg;i.v.) foi realizado atravÃs da sua aplicaÃÃo em camundogos (7 dias) e da anÃlise dos parÃmetros fÃsicos, bioquÃmicos e histolÃgicos. A LSf reduziu significativamente o nÃmero de contorÃÃes abdominais e o tempo de lambedura da pata na segunda fase do teste da formalina, porÃm nÃo prolongou o tempo de reaÃÃo na placa quente. A LSf tambÃm inibiu a migraÃÃo celular na peritonite induzida por Cg e os edemas de pata induzidos por Cg, dextrano e LSf. Ademais, LSf apresentou atividade edematogÃnica, que foi inibida por indometacina e dexametasona. Adicionalmente, a administraÃÃo da LSf por 7 dias nÃo apresentou sinais de danos sistÃmicos, exceto pela reduÃÃo no nÃvel de fosfatase alcalina e esplenomegalia. Concluindo, a LSf possui propriedades antinociceptiva, anti-inflamatÃria (i.v.) e edematogÃnica (i.pl.), podendo representar um potencial agente terapÃutico e uma possÃvel ferramenta para o estudo da inflamaÃÃo. / The seaweeds are a source of bioactive compounds, which gained importance in pharmacological applications. Among these, there are the lectins, which are (glyco)proteins that bind to specific mono or oligosaccharides. The aim of this study was to isolate the lectin from the red seaweed Solieria filifmoris (LSf), investigate its properties in acute nociception and inflammation, and their possible signs of toxicity in animals. Initially, the LSf was purified by extraction with Tris-HCl buffer 25 mM (pH 7,5), precipitation with ammonium sulfate (70%) and chromatographies in DEAE-cellulose and Sephadex G-100 columns. In the evaluation of the biological activities, animals groups (n=6) were submitted to pretreatment with LSf (1, 3 or 9 mg/kg; i.v.), 30 min before of the nociceptive or inflammatory stimulus. The antinociceptive activity was evaluated in male mice Swiss using the abdominal writhing test induced by acetic acid 0,8%, the formalin test to 2% and the hot plate test. Morphine and indomethacin (5 mg/kg; s.c.) were used as controls. The anti-inflamatory activity in male rats Wistar was assayed through of the peritonitis induced by carrageenan - Cg (700 Âg/cav) and of the paw edemas Cg- (700 Âg/paw), dextran- (500 Âg/paw) or LSf-induced (9 mg/kg) models. Dexamethasone (1 mg/kg; s.c.) was used as control. The LSf edematogenic action (1, 3 or 9 mg/kg) was evaluated by the application of this lectin in the rat paws and by the pharmacological modulation of the edema formed. The toxicity study of LSf (9 mg/kg; i.v.) was carried out through of its application in mice (7 days) and of the analysis of the physical, biochemical and histological parameters. LSf significantly reduced the number of abdominal writhing and the paw licking time in the second phase of formalin test, but didnât prolong the reaction time in hot plate test. The LSf also inhibited the cell migration in peritonitis induced by Cg and the paw edemas induced by Cg, dextran and LSf. Moreover, LSf showed edematogenic activity, which was inhibited by indomethacin and dexamethasone. Additionally, the LSf administration for 7 days presented no signs of systemic damages, except for the reduced level of alkaline phosphatase and splenomegaly. Concluding, the LSf has antinociceptive, anti-inflammatory (i.v.) and edematogenic (i.pl.) properties and could represent a potential therapeutic agent and a possible tool for the inflammation study.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / A busca de novos compostos alternativos no controle da dor e da inflamaÃÃo, com mÃnimos efeitos colaterais, tem despertado o interesse pelas algas marinhas. O objetivo desse trabalho foi investigar o potencial antinociceptivo e antiinflamatÃrio da lectina da alga marinha verde Caulerpa cupressoides (Vahl) C. Agardh var. lycopodium (LCc) em animais. A LCc, apresentando atividade hemaglutinante contra eritrÃcitos tripsinizados de coelho, foi obtida a partir da aplicaÃÃo do extrato protÃico total em procedimentos cromatogrÃficos de troca-iÃnica em coluna de DEAE-celulose e de afinidade em coluna de Sephadex G-100. A seguir, foi utilizada nos ensaios de nocicepÃÃo e inflamaÃÃo, usando camundongos Swiss e ratos Wistar, respectivamente. A LCc foi administrada 30 min antes de cada estÃmulo nocigÃnico, ou seja, antes da injeÃÃo i.p. de Ãcido acÃtico a 0,8% (10 Âl/ml), da injeÃÃo intraplantar da formalina a 1% (20 Âl/pata) ou do teste da Placa Quente (51Â1 ÂC), e seu efeito comparado a dos animais nÃo tratados (Salina) ou prÃ-tratados s.c. com Indometacina ou Morfina, ambas a 5 mg/kg. Observou-se que a LCc (3, 9 e 27 mg/kg; i.v.) reduziu significantemente o nÃmero de contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico em 37,2%; 53,5% e 86,0%, respectivamente. LCc (27 mg/kg) tambÃm reduziu (p<0,05) a fase 1 (neurogÃnica) e a fase 2 (inflamatÃria) induzidas pela formalina, em 45,3% e 86,3%, respectivamente. A LCc (27 mg/kg), entretanto, nÃo foi capaz de reduzir a nocicepÃÃo avaliada no teste da Placa Quente, quando comparada à morfina. Para confirmar a atividade da LCc, verificou-se que os efeitos antinociceptivos foram abolidos quando a LCc foi prÃ-incubada com a glicoproteÃna mucina (2 mg/ml), inibidora de sua atividade hemaglutinante. Sugere-se, portanto, que a atividade antinociceptiva observada foi, de fato, devido à LCc e que essa atividade ocorra predominante via inibiÃÃo de mecanismos perifÃricos. Em seguida, realizou-se o ensaio da migraÃÃo de leucÃcitos na cavidade peritoneal induzida por Carragenina (Cg-tipo &#955; ; 700 Âg/cavidade), onde se observou que a administraÃÃo da LCc (9 mg/kg; i.v.) 30 min antes da Cg, reduziu significativamente a contagem do nÃmero de neutrÃfilos em 65,9%. Finalmente, a LCc (9 mg/kg), foi administrada em camundongos machos Swiss diariamente por 7 dias e no 8 dia amostras sanguÃneas foram coletadas para dosagens sÃricas de urÃia e transaminases (TGO e TGP), e remoÃÃo de ÃrgÃos para avaliaÃÃo da relaÃÃo peso ÃrgÃo/peso corporal. Observou-se que a LCc nÃo causou alteraÃÃes hepÃticas ou renais, visto que nÃo determinou alteraÃÃes, de forma significante, nas atividades das transaminases TGO (Salina=29,44Â3,193; LCc=36,00Â21,98 U/l) e TGP (Salina=13,59Â3,373; LCc=17,64Â2,676 U/l), nem dos nÃveis de urÃia (Salina=224,3Â10,84; LCc=270,0Â24,00 U/l), alÃm de nÃo determinar variaÃÃo significante do peso Ãmido dos respectivos ÃrgÃos: fÃgado (Salina=5,23Â0,195; LCc=6,02Â0,100), rim (Salina=0,840Â0,015; LCc=0,851Â0,065) e coraÃÃo (Salina=0,568Â0,055; LCc=0,639 0,039). Em resumo, conclui-se que a LCc possui propriedades antinociceptiva e antiinflamatÃria perifÃrica, podendo ser uma ferramenta importante e candidata a novos estudos complementares / The search of new alternative compounds in the control of the pain and inflammation, with minima collateral effects, it has been aroused from marine algae. The aim of this work was to investigate the potential antinociceptive and anti-inflammatory of the lectin from the green marine alga Caulerpa cupressoides (Vahl) C. Agardh var lycopodium (CcL) in animals. The CcL, presenting haemagglutinating activity against trypsin-treated erythrocytes from rabbit, was purified by application of crude extract on ion exchange chromatography on DEAE-cellulose followed by affinity chromatography on Sephadex G-100 column. To proceed, it was used in the nociception and inflammation assays, using male Swiss mice and male Wistar rats, respectively. CcL was administered 30 min before each nocigenic challenge, that is, before the injection i.p of acetic acid 0.8% (10 &#61549;l/ml), of the intraplantar injection of 1% formalin (20 &#61549;L/paw) or of the Hot Plate test (51&#61617;1 ÂC), and compared to non treated animals or to pre-treated by Indomethacin or Morphine, both at 5 mg/kg; s.c. It was observed that the LCc (3, 9 or 27 mg/kg) reduced significantly the number of writhes induced by acetic acid 37.2%; 53.5% e 86.0%, respectively. CcL (27 mg/kg) also reduced (p<0.05) the 1st phase (neurogenic) and the 2nd phase (inflammatory) observed after administration of the formalin (45.3% and 86.3%, respectively). However, the CcL (27 mg/kg) was not capable to reduce the nociception evaluated by Hot Plate test, compared to morphine. The antinociceptive effects were abolished when the CcL was pre-incubated with mucin (2 mg/ml), inhibitory glycoprotein of its haemagglutinating activity. Therefore, it is suggested that the antinociceptive activity of the CcL can be predominant by inhibition of peripheric mechanisms. After this, was realized the assays of neutrophil migration for peritoneal cavity by Carrageenan (Cg-type &#955;; 700 Âg/cavity or paw), where was observed that the administration of the CcL (9 mg/kg) 30 min before Cg reduced the neutrophil counts significantly by 65.9%. Finally, the CcL (9 mg/kg) was administered daily in male mice for 7 days and in the 8th, blood samples were collected for and transaminases (TGO and TGP) dosages, and organs remotion to evaluate the of the organ weight /body weight relation. It was observed that CcL not caused hepatic or renal alterations, because it was not determined significant changes in the activities of TGO (Saline=29,44Â3,193; CcL=36,00Â21,98 U/l) and TGP (Saline=13,59Â3,373; CcL=17,64Â2,676 U/l) and urea levels (Saline=224,3Â10,84; CcL=270,0Â24,00 U/l). In addition, it was not determined significant variation on the wet weight of the organs: liver (Saline=5,23Â0,195; CcL=6,02Â0,100), kidney (Saline=0,840Â0,015; CcL=0,851Â0,065) and heart (Saline=0,568Â0,055; CcL=0,639 0,039). In summary, we conclude that the CcL has peripheral antinociceptive and anti-inflammatory properties and may be an important tool and candidate for new complementary studies

A finalidade desse trabalho foi a análise de aspectos estruturais e biológicos de uma lectina do veneno de B. atrox, denominada galatrox. A purificação da galatrox envolveu dois passos cromatográficos, sendo o primeiro por afinidade em coluna de agarose-lactose e o segundo referente a aplicação do material retido no gel de agarose-lactose (LacR), em coluna de Sephadex G-25. As etapas de purificação foram monitoradas por leitura de absorbância em 280nm e SDS-PAGE. Preparações de galatrox foram submetidas à digestão in situ com tripsina e a massa molecular e o sequenciamento dos peptídeos obtidos foram determinados por espectrometria de massa (MALDI-TOF-MS e ESI-CID-MS/MS). A seqüência N-terminal de aminoácidos da galatrox foi obtida pela reação automatizada de Edman (PROCISE-419®). A atividade lectínica dessa proteína foi caracterizada por meio de testes de aglutinação de eritrócitos humanos, na presença ou ausência de diferentes carboidratos como lactose (4mM) e galactose (20mM), EDTA (5mM) e aquecimento (100ºC/10min). A desgranulação mastocitária foi determinada pela liberação de -Hexosaminidase por células RBL-2H3 sensibilizadas com IgE anti-DNP(dinitrofenil) e estimuladas com galatrox, veneno bruto, fração não retida na coluna de agarose-lactose (Lac-nR), HSA-DNP (controle positivo) ou PBS (controle negativo). O nível de indução de apoptpse e/ou necrose de células RBL-2H3 tratadas com galatrox foi avaliado pela marcação com anexina V-FITC e/ou iodeto de propídeo e analisado por citometria de fluxo (FACScanto®) com o auxílio do software (CBA-DIVA®). A camptotecina foi utilizada como referência de apoptose/necrose. A atividade edematogênica foi testada em camundongos pela injeção intraplantar de galatrox; fração Lac-nR, veneno bruto e PBS. Análise por SDS-PAGE indicou que as preparações de galatrox eram homogêneas e continham bandas de 14.000 e 28.000 de massa molecular relativa em condições redutoras ou não, respectivamente. A seqüência N-terminal foi correspondente aos seguintes aminoácidos: NNXPQDWLPMNGLXYKIFD, e a seqüência de alguns aminoácidos internos corresponderam a KDFSWEWTDR e GHSEVWLGLWDK. A atividade hemaglutinante dessa lectina foi dose-dependente e inibida por EDTA (5mM), aquecimento (100ºC/10min) e lactose (32mM, 16mM, 8mM, 4mM, 2mM, 1mM, 0,5mM). Ao contrário do veneno bruto e da fração Lac-nR, esta lectina não foi edematogênica e nem promoveu apoptose e necrose de células RBL- 2H3. A galatrox induziu uma discreta desgranulação mastocitária em comparação com o veneno bruto e a fração Lac-nR. Com base nos dados obtidos sugere-se que a galatrox é uma lectina homodímérica com 28.000 de massa molecular relativa, ligante de -galactosídeos e que apresenta similaridade estrutural com outras lectinas tipo-C do veneno de Bothrops ssp. Além disso, a galatrox comportou-se como um fraco agente pró-inflamatório e não induziu efeitos apoptótico e necrótico significantes. Finalmente, esse trabalho poderá contribuir para o melhor entendimento do impacto biológico da presença de lectinas no veneno e nos envenenamentos, bem como na geração de novos produtos biotecnológicos. / The aim of this work was the analysis of structural and biological aspects of a B. atrox venom lectin, named galatrox. The galatrox purification involved two chromatographic steps, starting with an affinity column of Lactosyl-Sepharose followed by application of the retained material on a Lactosyl-Sepharose gel (LacR) in Sephadex G-25 column. The purification steps were monitored by absorbance at 280nm and SDSPAGE. Galatrox samples were submitted to digestion in situ with trypsin and the sequencing mass of the obtained peptides were determined by mass spectrometry (MALDI-TOF-MS and ESI-CID-MS/MS). The N-terminal sequence of amino acids from galatrox was obtained by automatized Edman degradation (PROCISE-491®). The lectin activity of this protein was characterized by human erytrocytes agglutination test in presence or absence of different carbohydrates as lactose (4mM) and galactose (20mM), EDTA (5mM) and heat. The mast cells degranulation was determined by -hexosaminidase release in RBL-2H3 cells sensibilized with anti-DNP IgE and challenged with galatrox, crude venom in a non retained fraction in Lactosyl-Sepharose (Lac-nR) , HAS-DNP (positive control) or PBS (negative control). The apoptosis and/or necrosi induced level in treated RBL- 2H3 cells with galatrox was evaluated using AnnexinV and/or Propidium iodide and analysed by flow citometry (FACSCanto®) with the help software (CBA-DIVA®). The camptotecin was used with apoptosi/necrosi reference. The edematogenic was tested in mice by the intraplantar injection of galatrox, Lac-nR fraction, crude venom and PBS. SDS-PAGE analyse indicated that the galatrox preparations were homogenous and contained a single band of 14,000 or 28,000 relative molecular weight showed in reducting or non-reducting conditions, respectively. N-terminal amino acid sequence was determined as following: NNXPQDWLPMNGLXYKIFD, and some internal amino acid sequence was obtained which correspond to KDFSWEWTDR and GHSEVWLGLWDK. The hemagglutination activity of this lectin was dose dependent and inhibited by EDTA (5mM), heating (100ºC/10min) and lactose (32mM, 16mM, 8mM, 4mM, 2mM, 1mM, 0,5mM). In the other hand, the crude venom and Lac-nR fraction, this lectin was not edematogenic nor promoted apoptosis and necrosi of RBL-2H3 cells. The galatrox induced a discret mast cells degranulation compared with crude venom and Lac-nR fraction. Based in obtained datas is suggested that galatrox is a homodimeric lectin with relative molecular mass of 28,000, -galactoside bindings and that shows structural similarity with other Ctype lectins from Bothrops ssp. venom. Even more the galatrox showed to be a weak proinflamatory agent and did not induced significant apoptotic and necrotic effect. Finally this work would contribute to better understanding of the biological impact that the lectin presence in venom and in poisonings as well in the generation of a new biotechnological products.