Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1211143 bytes, checksum: 23a2b34a9ee3ee070ebfce58519b026d (MD5) Previous issue date: 2013-05-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Canavalia brasiliensis belongs to the family of Leguminosae and known as feijão-bravo-do-Ceará, it s a species from Americas. In Brazil it can be found in the North, Northeast, Midwest and Southeast. Many species of plant contain carbohydrate-binding proteins which are commonly called lectins or agglutinins which are distributed in virtually all living organisms. That study aimed to detect, purify and characterize physico-chemically a ConBr new lectin from extract of the seeds of C. brasiliensis and to evaluate its relationship with pathogenic bacteria and inflammatory processes. The lectin, with affinity for rabbit erythrocytes, was isolated by affinity chromatography on matrix Sephadex G-50 followed by chitin, and molecular exclusion in HPLC system. The purity and the molecular weight of the lectin were determined by SDS-PAGE. The protein was characterized as to the nature glycoprotein, the specific sugars and glycoproteins, resistance to pH, temperature, denaturing agents, reducing, oxidizing and chelating agents. The lectin on SDS-PAGE showed two bands of 25 and 45 kDa and a content of 47 μg of carbohydrates. It was specific for mannose, fructose and maltose. It was inactivated when heated to 90 °C and 100 °C for 10 minutes and at pH 5,0 and 13.0. It had reduced their activity in the presence of urea 4 and 8 M and sodium metaperiodate, and increased with β-mercaptoethanol. It s a metalloprotein which depend of Mg2+ for stabilizing its carbohydrate biding site. It didn t present activity against Bacillus subtilis ATCC 0516, Escherichia coli ATCC 10536, Pseudomonas aeruginosa ATCC 8027, P. aeruginosa ATCC 25619, Staphilococcus aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25925 and in the carrageenan-induced peritonitis model in mice, the lectin didn t have toxicity to animals and showed anti-inflammatory effect reducing the blood vessel permeability and migration of neutrophils in the peritoneum of mice. / Canavalia brasiliensis pertence à família Leguminosae e sendo conhecida como feijão-bravo-do-Ceará, é uma espécie predominante do Continente Americano. No Brasil pode ser encontrada nas regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste. Muitas espécies de plantas contêm proteínas de ligação a carboidratos as quais são comumente chamadas de lectinas ou aglutininas as quais são distribuídas em praticamente todos os organismos vivos. O referido trabalho objetivou detectar, purificar e caracterizar fisico-quimicamente uma nova lectina ConBr do extrato das sementes de C. brasiliensis e avaliar sua relação com bactérias patogênicas e processos inflamatórios. A lectina com afinidade por eritrócitos de coelho foi isolada através de cromatografia de afinidade em matriz de sephadex G-50 seguida de quitina; e exclusão molecular em sistema HPLC. O grau de pureza e o peso molecular da lectina foram determinados por eletroforese SDS-PAGE. A proteína foi caracterizada quanto à natureza glicoproteica, especificidade a açúcares e glicoproteínas, resistência ao pH, temperatura, agentes desnaturantes, redutores, oxidantes e quelantes. A lectina apresentou na SDS-PAGE duas bandas de 25 e 45 kDa e um teor de 47 μg de carboidratos. Foi específica para manose, frutose e maltose. Foi inativada quando aquecida a 90 °C e 100 °C durante 10 minutos e em pH 5,0 e 13,0. Teve sua atividade reduzida na presença de ureia 4 e 8 M e do metaperiodato de sódio; e aumentada com o β-mercaptoetanol; é uma etaloproteína dependente de Mg2+ para a estabilização do seu sítio de ligação a carboidratos. Não apresentou atividade frente às bactérias Bacillus subtilis ATCC 0516, Escherichia coli ATCC 10536, Pseudomonas aeruginosa ATCC 8027, P. aeruginosa ATCC 25619, Staphilococcus aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25925 e no modelo de peritonite induzido por carragenina em camundongos, a lectina não se mostrou tóxica para os animais e exibiu efeito antiinflamatório através da redução da permeabilidade dos vasos sanguíneos e da migração dos neutrófilos no peritôneo dos animais.

Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2925990 bytes, checksum: c09f8e05395a813c660d9c2568ea71c5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Legume lectins are historically recognized as carbohydrate-binding proteins, and this property is roughly linked to the majority of their biological activities, such as pro and antiinflamatory processes, apoptosis and mitogenic mechanisms. However, several studies have demonstrated the capability of these proteins to bind diverse other compounds, such as phytohormones and hydrophobic molecules, although the biological relevance of these interactions remains elusive. Many biological reactions involve proteins interactions with nucleic acids and the protein interaction with DNA plays a key role in the cellular regulation and all vital functions. In the present work, it is reported the crystal structure of ConM, a lectin isolated from Canavalia maritima seeds, in complex with Interleukine 1β primer. A cubic crystal, belonging to the F23 space group, was obtained by the diffusion vapor method and submitted to X-ray diffraction. In the structure, an electron density map corresponding to four nucleotides from the interleukin-1β primer was found in the interface of ConM non-canonical dimer. The nucleotides stabilization involves H-bonds and electrostatic forces with the amino acids His127, Ser110, Lys114, Ser190, Asp192, Thr194, His51 and Ser190. Based on these crystallographic results and in a molecular docking simulation, it is hypothesized that the lectin may function as a transcription factor, which could help us to understand some of their biological activities. / Lectinas de leguminosas são historicamente reconhecidas como proteínas de ligação a carboidratos e essa propriedade é ligada à maioria das suas atividades biológicas, tais como pró e antiinflamatórias, apoptose e mecanismos mitogênicos. No entanto, vários estudos demonstraram a capacidade destas proteínas de se ligarem a diversos outros compostos, tais como fitohormônios e moléculas hidrofóbicas, embora a relevância biológica destas interações permaneça indefinida. Muitas reações biológicas envolvem a interação de proteínas com ácidos nucleicos e a interação da proteína com o DNA desempenha um papel chave em toda a regulação celular e das funções vitais. No presente trabalho relatamos a estrutura cristalina da ConM, uma lectina isolada de sementes de Canavalia maritima, em complexo com o primer da Interleucina 1β. Um cristal cúbico, pertencente ao grupo espacial F23, foi obtido através do método da difusão de vapor e submetido à difração de raios X. Na estrutura, o mapa de densidade eletrônica correspondente a quatro nucleotídeos do primer da interleucina-1β foi encontrado na interface do dímero não-canônico. A estabilização dos nucleotídeos envolve pontes de hidrogênio e forças eletrostáticas com os aminoácidos His127, Ser110, Lys114, Ser190, Asp192, Thr194, His51 e Ser190. Com base nestes resultados cristalográficos e em uma simulação de docking molecular, é hipotetizado que a lectina pode funcionar como um fator de transcrição, o que poderia nos ajudar a entender algumas de suas atividades biológicas.

Resumo: Esta tese tem como foco o estudo estrutural de uma lectina presente em sementes da espécie vegetal Lotus tetragonolobus (LTA). Inicialmente a LTA, previamente purificada, foi cristalizada. Os cristais foram obtidos a uma temperatura constante de 20ºC, durante 30 dias, utilizando a técnica de cristalização por difusão de vapor. Dois conjuntos de dados foram coletados a 2.00 e 2.35 Å de resolução, através da fonte de Raios X do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (Campinas - Brasil). Os cristais são monoclínicos e apresentam simetria do tipo P21, com parâmetros de cela de a=68.89, b=65.83 e c=102.53 Å. A substituição molecular foi feita utilizando-se o monômero da lectina presente na espécie Arachis Hypogae (Peanut). O homotetrâmero, produto da substituição, foi utilizado como ponto de partida para o refinamento cristalográfico. Diversos ciclos de refinamento por satisfação das restrições parciais foram feitos até a conversão total para valores satisfatórios de Rfree e Rfactor. A análise da estrutura revelou que a LTA possui uma forma tetramérica não identificada dentre outras lectinas de leguminosas. Sua estrutura é composta por dois dímeros, um deles semelhante ao dímero GS4 presente na lectina de Griffonia simplicifolia e outro que é único, caracterizado por ser um dímero do tipo LTA-dímero. Diversos fatores são responsáveis pela forma de tetramerização diferenciada da LTA, dentre os quais podemos destacar a influência da glicosilação no resíduo ASN4. Para investigarmos a estrutura da LTA em meio aquoso foi utilizada a técnica de espalhamento de Raios X a baixo ângulo (SAXS), que mostrou que a LTA possui a mesma forma tetramérica em solução da que foi observada no retículo cristalino... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The lectin, LTA, an agglutinin found in Lotus tetragonolobus seeds have been crystalized. Crystals grew at a temperature of 20º C during a month and were obtained using the vapor diffusion method. Two data sets were collected at 2.00 and 2.35 Å resolution using a sincrotron radiation source at Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (Campinas - Brasil). The LTA crystals are monoclinic belonging to the P21 space group with a=68.89, b=65.83 and c=102.53 Å. The Molecular replacement was performed using the Arachis Hypogae lectin monomer (Peanut) that yielded an homotetramer which was used to initiate the crystallographic refinement. Several steps of restrained refinement were performed to obtain the best values for Rfree and Rfactor. Structural analysis of the LTA showed that its tetramer adopts a new structural oligomerization in contrast of that observed for others legume lectins. Its structure contains two GS4-like dimers disposed in an unusual dimer-interface, named as LTA-dimer. Several properties are involved in the new mode of tetramerization adopted for LTA, which includes the glycosilation at ASN4. The LTA tetramer investigation at aqueous solution was perfomed by Small Angle XRay Scattering (SAXS), showing that LTA behaves as a tetramer in solution which corroborates with the crystalline structure. Our investigations suggest that the L-fucose binding sites of LTA are disposed in a conformation that permits to perform two dimensional type-2 cross-linking interaction with divalent L-fucosyloligosaccharides. / Orientador: Walter Filgueira de Azevedo Junior / Coorientador: Valmir Fadel / Banca: Fernanda Canduri / Banca: José Márcio Machado / Banca: Paulo Sérgio Lopes de Oliveira / Banca: José Ramon Beltran Abrego / Doutor

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Marcelo Mulato / Banca: Maria Cristina Roque Antunes Barreira / Resumo: No presente trabalho foi avaliada a equivalência entre as formas nativa e recombinante da lectina Artin M utilizando como ligante a peroxidase de raiz forte (HRP) por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo. Para tal foi preparado um biossensor por meio da imobilização da lectina, tanto nativa como recombinante, na superfície do cristal de quartzo piezelétrico. A imobilização das lectinas foi realizada por meio da construção de uma monocamada auto organizada utilizando dois alcanotióis, ácido 11-mercaptoundecanóico e o 2-mercaptoetanol. Para o acoplamento das proteínas foram utilizados N-etil-N- (dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidoxisuccinimida (NHS) que formam com os grupamentos carboxílicos um intermediário reativo. Após a preparação do biossensor foi utilizado um sistema de injeção em fluxo acoplado à microbalança de cristal a quartzo para o estudo da interação lectina-glicoconjugado. Desta forma, as interações da Artin M nativa e recombinante com a glicoproteína peroxidase de raiz forte foram estudadas por meio da determinação das suas constantes de afinidade aparente e de associação cinética, sendo que foram encontrados os valores de constante de afinidade aparente (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP, e os valores de constante cinética (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP. Os valores das constantes de interação obtidos evidenciaram a equivalência entre ambas as formas da lectina Artin M. Neste trabalho também foi determinada a constante de associação cinética da interação entre a lectina Artin M recombinante e linhagens celulares de leucemia mielóide aguda humana (NB4, K562 e U937), no intuito de melhor entender a diferença na citotoxicidade observada da Artin M sobre estas células ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present work was evaluated the equivalence between the native and recombinant forms of Artin M using horseradish peroxidase as ligand by means the quartz crystal microbalance technique. In this way, a biosensor was prepared immobilizing the lectin, native and recombinant forms, on piezoelectric quartz crystal surface. Lectins immobilization was realized constructing self assembled monolayers using the alkanethiols 11-mercaptoundecanoic acid and 2-mercaptoethanol. To the binding of proteins was used N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which form with carboxylic groups a reactive intermediary. After biosensor preparation was utilized a flow injection system coupled to quartz crystal microbalance to study the lectin-glycoconjugated interaction. Thus the native Artin M and recombinant Artin M interaction with horseradish peroxidase glycoprotein were studied by determining its apparent affinity constant and association kinetic constants. The values obtained to apparent affinity constant were (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions, and the values obtained to association kinetic constant were (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions. These constant values evidence the equivalence between native and recombinant forms of Artin M lectin. During this work were also determined the association kinetic constant of the interaction between recombinant Artin M and leukemic lineages from human acute myeloid leukemia (NB4, K562 and U937), with the purpose of a better understanding in the different cytotoxic effect of Artin M on these cells. In this way the values of association kinetic constant obtained was (0,3 ± 0,1) x 10-7 , (0,9 ± 0,1) x 10-7 e (2,7 ± 0,3) x 10-7 mL cel -1 to the interactions between Artin M and NB4, K562 and U937, respectively / Mestre

Este trabalho trata da purificação em escala preparativa por técnicas cromatográficas, determinação de seqüência primária parcial, caracterização espectroscópica por dicroísmo circular, fluorescência, infravermelho e investigação de atividades biológicas de duas lectinas ligantes de quitina dos extratos salinos de Artocarpus integrifolia, jaca, e Artocarpus incisa, fruta-pão. Nossos resultados revelaram que as lectinas quitina-ligantes das sementes de jaca e fruta-pão, jackina e frutackina respectivamente, são homólogas entre si, constituindo-se por monômeros de cerca de 14 kDa formados por três subunidades, unidas por pontes S-S. Elas possuem 62% de identidade entre si, são ricas em cisteínas, aminoácidos básicos e serinas e não possuem similares identificadas até o momento, podendo constituir um novo grupo de lectinas na superfamília de lectinas quitina-específicas. Os espectros de dicroísmo circular de jackina e frutackina são similares: ambas são proteínas de estrutura toda-beta, com máximo em torno de 230 nm e mínimo em torno de 214 nm, este último, bastante distorcido por estruturas desordenadas. Os espectros de fluorescência de jackina e frutackina apresentaram máximos de emissão acima de 340 nm, sugerindo que os N-terminais de duas das 3 cadeias de jackina e frutackina (onde os triptofanos estão localizados) estão expostos. Frente a condições extremas de pH e temperatura, monitoradas por CD e fluorescência, observou-se que a estrutura de jackina é vulnerável a pH ácido e termicamente estável. Quanto às atividades biológicas, jackina e frutackina mostraram atividade inibitória de crescimento para Saccharomyces cerevisiae; jackina também mostrou promoção de adesão da linhagem de células de eritroleucemia K562, atividade inibitória para Fusarium moniliforme na concentração de 2,25 mg/mL e atividade hemaglutinante frente a células sangüíneas humanas do sistema ABO e de coelhos, que não foi inibida nem por N-acetilglicosamina, indicando sua preferência por quitina ou seus fragmentos. / This work deals with the preparative-scale purification by chromatographic techniques, the partial primary sequence determination, the spectroscopic characterization by circular dichroism, fluorescence, FT-IR and the investigation of biological activities of two novel chitin-binding lectins from the saline extracts of the seeds of Artocarpus integrifolia, jackfruit, and Artocarpus incisa, breadfruit. Our results revealed that the chitin-binding lectins from jackfruit and breadfruit, jackin and frutackin respectively, are homologous to each other, consiting of monomers of 14 kDa, made up of 3 subunits, linked by S-S bridges. They have 62% of identity between each other; they are rich in cysteines, serines and basic amino acids and they are no homologous to any other known protein, probably constituting a new group of lectins in the chitin-binding lectin superfamily. The CD spectra of jackin and frutackin are similar: both present a beta profile spectra, presenting a maximum about 230 nm and a minimum around 214 nm, this later one, distorted by unordered structures. The fluorescence spectra of jackin and frutackin presented maxima above 340 nm, suggesting that the N-terminals of the 2 up 3 chains of jackin and frutackin (where the tryptophans are) are exposed. Regarding the pH and temperature exposure, monitored by CD and fluorescence, it was observed that the structure of jackin is vulnerable to acid pH and thermally stable. When considered the biological activities, jackin and frutackin presented growth inhibition activity towards Saccharomyces cerevisiae; jackin also promoted the adhesion of the erythroleukemic cell line K562, presented growth inhibition activity towards Fusarium moniliforme at 2,25mg/mL and hemaggluting activity towards rabbit and human red cells from the system ABO, that was not inhibited even by N-acetilglucosamine, suggesting itspreference by oligomers of N-acetilglicosamine or chitin.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / This work evaluated the biotechnological potential of lectins in the induction of apoptosis of neoplastic cells; the effect on wound healing in a murine model (in vivo) and established the level of toxicity on Artemia sp. Lectins are proteins or glycoproteins ubiquitously distributed in nature, being found from bacteria to humans. Since carbohydrates can act as mediators of biological information, the interaction with lectins can trigger some biologically important effect. To verify the role of lectins in the induction of apoptosis, A549 cells (lung carcinoma) were grown for 1 hour with lectins isolated from seeds of Canavalia ensiformis (ConA), C. brasiliensis (ConBr), C. boliviana (ConBol), C. grandiflora (Cgran) and C. gladiata (CGL) labeled with FITC. In addition, the relative gene expression of p53, Bax, Bcl-2 and caspase 9 was also evaluated when the cells were cultured with ConA, ConBr and ConBol. The data showed that all lectins interacted with A549 cells. Nevertheless, p53 and Bax had no significant change. Unlike, the expression of BCL-2 was down-regulated while caspase 9 was up-regulated by treatment with lectins. Concerning the pro-healing potential, the lectin isolated from the red alga Bryothamnion seafortii (BS) was tested by topical treatment of skin lesions. The data showed that BS improved the quality of healing, probably through the induction of fibroblast proliferation. Finally, the lethality test of Artemia sp. was carried out to determine the toxicity of some Diocleinae lectins. ConBr is the most toxic lectin against Artemia, while ConA is the least toxic, and ConBol, ConM, ConGr and CGL exhibit intermediate levels of toxicity. / Este trabalho avaliou o potencial biotecnolÃgico de lectinas na induÃÃo da apoptose de cÃlulas neoplÃsicas, o efeito sobre a cicatrizaÃÃo de feridas em modelo murino (in vivo) e estabeleceu o nÃvel de toxicidade sobre Artemia sp. Lectinas sÃo proteÃnas ou glicoproteÃnas distribuÃdas ubiquamente na natureza, sendo encontradas desde bactÃrias atà seres humanos. Tais proteÃnas possuem a capacidade de ligar-se seletivamente a carboidratos. Considerando que carboidratos possam atuar como mediadores da informaÃÃo biolÃgica, a sua interaÃÃo com lectinas pode desencadear algum efeito biolÃgico importante. Para verificar o papel das lectinas sobre a induÃÃo da apoptose, cÃlulas A549 (carcinoma de pulmÃo) foram cultivadas durante 1 hora juntamente com lectinas isoladas das sementes de Canavalia ensiformis (ConA), C. brasiliensis (ConBr), C. boliviana (ConBol), C. grandiflora (Cgran) e C. gladiata (CGL) marcadas com FITC. Em adiÃÃo, a expressÃo gÃnica relativa de p53, Bax, BCL-2 e caspase 9 foi tambÃm avaliada quando as cÃlulas foram cultivadas com ConA, ConBr e ConBol. Os dados mostraram que todas as lectinas intergiram com as cÃlulas A549. NÃo obstante, p53 e Bax nÃo tiveram nenhuma alteraÃÃo significativa. PorÃm, BCL-2 teve sua expressÃo diminuÃda enquanto a da caspase 9 foi aumentada pelo tratamento com as lectinas. Com relaÃÃo ao potencial pro-cicatrizante, a lectina isolada da alga vermelha Bryothamnion seafortii (BS) foi testada atravÃs do tratamento tÃpico de lesÃes cutÃneas. Os dados mostraram que BS melhora a qualidade da cicatrizaÃÃo, muito possivelmente atravÃs da induÃÃo da proliferaÃÃo de fibroblastos. Por fim, o teste de letalidade sobre Artemia sp. foi utilizado para verificar a toxicidade de algumas lectinas da subtribo Diocleinae. Os resultados mostraran que ConBr e ConA sÃo as lectinas mais tÃxica e menos tÃxica, respectivamente. ConBol, ConM, Cgran e CGL exibiram nÃveis intermediÃrios de toxicidade.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os genes sintÃticos das lectinas das algas marinhas vermelhas Hypnea musciformis (HML) e Bryothamnion triquetrum (BTL) foram clonados em diferentes vetores e transformados em diferentes cÃlulas bacterianas de expressÃo. As lectinas recombinantes foram obtidas a partir da fraÃÃo solÃvel das culturas bacterianas de Escherichia coli Rosetta-gami 2 (DE3) para rHML e BL21 (DE3) para rBTL. Os testes de hemaglutinaÃÃo mostraram que rHML e rBTL sÃo capazes de aglutinar eritrÃcitos de coelho tratados com diferentes enzimas proteolÃticas. As propriedades hemaglutinantes de rHML e de rBTL confirmam o enovelamento correto e o estado funcional das proteÃnas. A caracterizaÃÃo da especificidade de ligaÃÃo a carboidratos da HML, BTL e da rBTL por glycan array mostrou uma especificidade restrita por oligossacarÃdeos complexos contendo o nÃcleo de fucosilaÃÃo (α1-6), com uma preferÃncia particular por N-glicanos nÃo bisectados, bi e tri-antenados de cadeia curta. A presenÃa de Ãcido siÃlico na extreminada nÃo-redutora dos glicanos favorece o reconhecimento. Essa foi a primeira caracterizaÃÃo de lectinas de algas vermelhas por glycan array. Experimentos de STD-RMN com a BTL mostraram uma interaÃÃo com um octassacarÃdeo contendo o nÃcleo de fucosilaÃÃo (α1-6). A atividade tÃxica das lectinas selvagens e recombinantes foi avaliada contra Artemia sp. e contra cÃlulas de adenocarcinoma de pulmÃo (A549). Nos ensaios de citotoxicidade, HML, rHML, BTL e rBTL nÃo mostraram nenhuma toxicidade contra Artemia sp. e somente HML e rHML mostraram uma baixa toxicidade contra cÃlulas de adenocarcinoma de pulmÃo (A549). O primeiro cristal de rBTL foi obtido a um nÃvel de microescala com a ajuda de um robÃt de cristalizaÃÃo e difratou a 15 Ã de resoluÃÃo. / Synthetic genes from the red marine algae Hypnea musciformis (HML) and Bryothamnion triquetrum (rBTL) were cloned into differents vectors and transformed into several bacterial expression strains. The recombinant lectins were obtained from the soluble fraction of bacterial cultures using Escherichia coli Rosetta-gami 2 (DE3) strain for rHML and E. coli BL21 (DE3) strain for rBTL. Haemagglutination tests showed that rHML and rBTL are able to agglutinate rabbit erythrocytes with strong haemagglutination activity only after treatment with papain and trysine indicating that their ligands are not directly accessible at the cell surface. The haemagglutinating properties of rHML and rBTL confirm the correct folding and functional state of the proteins. A study of the specificity of these lectins by glycan array was conducted. HML, BTL and rBTL showed a restricted specificity for complex N-glycans with core (α1-6) fucose. A more detailed analysis of the specificity of these lectins showed a preference for non bisecting N-glycans, bi- and tri-antennary branching sugars with short chains. Addition of Sialic acid at the non-reducing end of N-glycans favors their recognition by the lectins. This is the first characterization of lectins from red algae by glycan array. An interaction between BTL and a core (α1-6) fucosylated octasaccharides was also observed by STD-NMR. The toxic activity of wild and recombinant lectins were evaluated against Artemia sp. and the human lung adenocarcinoma cell line (A549). In cytotoxicity assays, HML, rHML, BTL and rBTL showed no toxicity against Artemia sp. Only HML and rHML showed a low cytotoxic activity against cell line (A549). The first crystal of rBTL was obtained in micro-scale level using a robot and diffracted at 15 Ã.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Biofilmes sÃo comunidades microbianas que encontram-se irreversivelmente associadas a uma superfÃcie e estÃo inseridas em uma matriz polimÃrica produzida por elas mesmas. Os biofilmes estÃo comumente relacionados a infecÃÃes nosocomiais que apresentam maior resistÃncia a agentes antimicrobianos quando comparadas com cÃlulas planctÃnicas, dificultando assim seus tratamentos e limitando as opÃÃes terapÃuticas. Nesse sentido a busca por novas molÃculas com aÃÃo antimicrobiana e antibiofilme tornou-se uma Ãrea ativa na pesquisa cientÃfica. Os vegetais sÃo fontes de uma variedade de molÃculas com propriedades antimicrobianas, dentre estas podemos citar as lectinas e os metabÃlitos secundÃrios. Diversos estudos tÃm relatado a aÃÃo antimicrobiana e antibiofilme dessas classes de molÃculas como forma alternativa ao uso de antibiÃticos. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a aÃÃo antimicrobiana e antibiofilme de diversas lectinas isoladas de leguminosas e algas, bem como de dois metabÃlitos secundÃrios isolados de plantas, derriotusona A (isolado de Lonchocarpus obtusus) e diterpeno casbano (isolado de Croton nepetaefolius). Os resultados demonstraram que algumas das lectinas testadas foram capazes de inibir o crescimento planctÃnico e/ou a formaÃÃo de biofilme de determinados micro-organismos. A lectina isolada de Vaitarea macrocarpa (VML) mostrou ser a lectina mais promissora, mostrando forte aÃÃo sobre o crescimento planctÃnico e formaÃÃo de biofilmes de Staphylococcus aures e Staphylococcus epidermidis. Derriobstusona A mostrou uma potencial aÃÃo antibacteriana e antibiofilme sobre S. aureus, enquanto que, Escherichia coli apresentou menor sensibilidade ao composto. Em adiÃÃo, derriotusona A demonstrou uma potencial aÃÃo antioxidante. Em relaÃÃo ao diterpeno casbano, em geral o composto foi capaz de inibir o crescimento planctÃnico, formaÃÃo de biofilmes e causar danos nos biofilmes prÃ-formados de S.aures, S. epidermidis, Candida albicans e Candida glabrata, e mostrou ainda ser efetivo contra biofilmes formados pela associaÃÃo entre estas bactÃrias e leveduras. Em conclusÃo, os resultados mostraram que algumas lectinas, assim como os metabÃlitos secundÃrios utilizados nesse estudo, podem ser consideradas potenciais agentes antimicrobianas e antibiofilmes, sugerindo assim o uso dessas molÃculas no tratamento de infecÃÃes associadas a diferentes micro-organismos. / Biofilms are microbial communities that are irreversibly attached to a surface and are embedded in a polymeric matrix produced by them. Biofilms are commonly related to nosocomial infections that showing an enhanced resistance to antimicrobial agents compared to planktonic cells, thus hindering their treatments and limiting therapeutic options. In this context, the search for new molecules with antimicrobial and antibiofilm action has become an active area of research. The plants are sources of a variety of molecules with antimicrobial properties, among them we can mention the lectins and secondary metabolites. Several studies have reported the antimicrobial and antibiofilm action of these molecules classes as an alternative to antibiotics. Thus, the aim of this study was to evaluate the antimicrobial and antibiofilm of various lectins isolated from leguminous and algae, as well as two secondary metabolites isolated from plants , derriotusone A (isolated from Lonchocarpus obtusus) and casbane diterpene (isolated from Croton nepetaefolius). The results showed that some lectins tested were able to inhibit the planktonic growth and/or the biofilm formation of certain microorganisms. The lectin isolated from Vaitarea macrocarpa (VML) showed to be the most promising lectin, showing strong action on the planktonic growth and biofilm formation of Staphylococcus aures and Staphylococcus epidermidis. The derriobstusone A showed potential antibacterial and antibiofilm activite on S. aureus, whereas Escherichia coli showed lower sensitivity to the compound. In addition, derriotusone showed a potential antioxidant activity. Regarding to casbane diterpene, in general the compound was able to inhibit planktonic growth, formation of biofilms and disrupt the preformed biofilms of the S.aures, S. epidermidis, Candida albicans and Candida glabrata, and also showed to be effective against biofilms formed by the association between these bacteria and yeasts. In conclusion, the results showed that some lectins, as the secondary metabolites used in this study, may be considered as potential antimicrobial and antibiofilm agents, thus suggesting the use of these molecules in the treatment of infections associated with different microorganisms.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The number of cases of morbidity and mortality in patients with chronic wounds has increasing every year. In this sense, wound healing has become one the major dermatological problems. Secondary metabolites from plants have been used in several assays as promising molecules on various diseases attracted importance on treatment of various diseases. However, there are few data about it effect on wound healing. Combretum leprosum Mart. is a native species of the Caatinga and its ethanolic extract is commonly used as a healing agent, as a sedative and treatment of haemorrhages. A of the aim of the study was to evaluate the effect of triterpene 3β, 6β, 16β-trihydroxylup-20(29)-ene (CLF-1) isolated from ethanolic extract from the leaves of Combretum leprosum on skin wounds induced in vitro and in vivo lesions was avaluated. In vitro assay, the CLF-1 (2.5 μg/mL) not showed toxicity to human dermal fibroblasts (HDF). Moreover, the CLF-1 induced fibroblasts migration to the healing of the artificial injury with most effectiveness than control at 24h. In addition, the molecular mechanism of the CLF-1 treatment was studied. The results suggest that migration of fibroblasts occurs by upregulated expression of TGF-β1 and reduced levels of the inflammatory cytokine TNF-α. In the in vivo study, experimental skin lesions were created in the back of mice and treatment with the ethanolic extract from C. leprosum (EECL) and CLF-1 was evaluated for 12 days. The treatment with EECL and CLF-1 induced a faster and more effective epithelialization when compared to control. The histopathological assessment showed that EECL and CLF-1 has similar profiles during the regenerative process. This result suggest that probably the active component in the EECL may be CLF-1. Beyond of the spend about the wound healing chronic diseases as cancer are estimated as one of the main causes of dead and one of the main spending factors to the health systems. The conventional treatments, such as surgery, chemotherapy and radio are effective against primary tumors, hence not have the same effect in the later stages of the disease. In this sense, several biomolecules has attracted interest from the researchers because its antitumor potential. Marine sponjes are a biological reservoir of biomolecules, especially lectins. Lectins are proteins that bind reversibel way to carbohydrate epitops without modified them. Unlike plant lectins, there are few reports describing the mechanism of action of lectins from marine sponges to induce apoptosis in tumor cells. The effect of a lectin isolated from the marine sponge Haliclona caerulea (H3) on human breast cancer MCF-7 cell line was evaluated. H3 caused MCF7 cell reduction of viability in more than 50% (IC50=100 μg/ml) at 6h, 24h and 48h. However, on normal cells, the treatment with H3 induced a reduction in over 50% only at the highest dose tested (500 μg/ml). Furthermore, H3 provoke arrest in the G1 cell cycle phase and induce MCF7 cells apoptosis in 24h and 48h. Lysotracker Red and real-time qPCR assays suggest that effect of H3 may be related to a dynamic balance between apoptosis and autophagic cell death mediated by increase of expression of caspase-9 and LC3. In conclusion, the results suggest that CLF-1 and H3 lectin may be promising biomolecules to treatment of acute and chronic wounds and rare diseases like cancers. / O nÃmero de casos de morbimortalidade em pacientes com feridas crÃnicas vem aumentando a cada ano. Nesse sentido, a cicatrizaÃÃo de feridas tem se tornado um dos principais problemas dermatolÃgicos. MetabÃlitos secundÃrios de plantas tem sido utilizados em vÃrios estudos como molÃculas promissoras no tratamento de vÃrias patologias. Entretanto, sÃo poucos os dados sobre seu efeito na cicatrizaÃÃo de feridas. Combretum leprosum Mart. à uma planta nativa da Caatinga e seu extrato etanÃlico à bastante utilizado na medicina popular para cicatrizaÃÃo de feridas, como sedativo ou tratamento de hemorragias. Um dos objetivos do presente trabalho foi avaliar o efeito do triterpeno 3β, 6β, 16β-trihydroxylup-20 (29)-ene (CLF-1) isolado do extrato etanÃlico de folhas de Combretum leprosum sobre lesÃes induzidas in vitro e in vivo. No ensaio in vitro, o CLF-1 (2,5 μg/mL) nÃo apresentou toxicidade a fibroblastos dermais humanos (HDF). AlÃm disso, o CLF-1 induziu a migraÃÃo de fibroblastos para o fechamento da lesÃo artificial de maneira mais efetiva, comparado ao controle, em 24h. AlÃm disso, o mecanismo molecular do efeito do CLF-1 foi estudado. Os resultados sugerem que a migraÃÃo de fibroblastos pode ocorrer pelo aumento da expressÃo de TGF-β1 e reduÃÃo nos nÃveis da citocina inflamatÃria TNF-α. No estudo in vivo, lesÃes experimentais foram induzidas na regiÃo dorsal de camundongos e o tratamento com o extrato etanÃlico de C. leprosum (EECL) e CLF-1 foi avaliado por um periodo de 12 dias. Os tratamentos com EECL e CLF-1 induziram uma reepitelizaÃÃo mais rÃpida e efetiva em comparaÃÃo ao controle. O estudo histopatolÃgico mostrou que EECL e CLF-1 apresentam perfis similares durante o processo regenerativo. Esses resultados sugerem que, provavelmente o componente ativo no EECL possa ser o CLF-1. AlÃm dos elevados custos relacionados a cicatrizaÃÃo de feridas, patologias crÃnicas como o cÃncer sÃo estimados como uma das principais causas de morte e um dos principais fatores dispendiosos para os sistemas de saÃde. Os tratamentos convencionais como cirurgia, quimioterapia e radioterapia sÃo efetivos contra tumores primÃrios, contudo, nÃo possuem o mesmo efeito nos estÃgios mais avanÃados da doenÃa. Nesse sentido, muitas biomolÃculas tem atraÃdo interesse da comunidade cientÃfica devido ao seu potencial antitumoral. Esponjas marinhas sÃo consideradas reservas biolÃgicas de vÃrias biomolÃculas, sobretudo lectinas. Lectinas sÃo proteÃnas que se ligam a carboidratos de maneira reversÃvel sem alterar sua estrutura. De modo diferente como relaÃÃo a lectinas de plantas, hà poucos relatos na literatura descrevendo o mecanismo de aÃÃo de lectinas de esponjas sobre a induÃÃo de apoptose de cÃlulas tumorais. O efeito antitumoral de uma lectina isolada da esponja marinha Haliclona caerulea (H3) sobre cÃlulas do adenocarcinoma de mama humano MCF7 foi avaliado. H3 induziu a reduÃÃo da viabilidade celular de MCF7 em mais de 50% (IC50=100 μg/mL) em 6h, 24h e 48h. Contudo, sobre cÃlulas normais, o tratamento com H3 induziu a reduÃÃo em mais de 50%, apenas na maior dose testada (500 μg/mL). AlÃm disso, H3 provoca arraste no ciclo celular na fase G1 e induz apoptose das cÃlulas MCF7 em 24 e 48h. Ensaios utilizando Lysotracker Red e PCR em tempo-real sugerem que o efeito de H3 pode estar relacionado a um balanÃo dinÃmico entre apoptose e autofagia, mediados pelo aumento da expressÃo de caspase-9 e LC3. Em conclusÃo, os resultados sugerem que o CLF-1 e H3 podem ser biomolÃculas promissoras para o tratamento de feridas agudas e crÃnicas e enfermidades como cÃncer.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Lectinas sÃo proteÃnas ubÃquas na natureza, de origem nÃo imune, que possuem ao menos um domÃnio nÃo catalÃtico que se liga de forma especÃfica e reversÃvel a carboidratos. Em vegetais estÃo distribuÃdas em folhas, caules e sementes. A tribo Dalbergieae apresenta lectinas que mostram especificidade por diferentes carboidratos e apresentam atividades biolÃgicas diversas como induÃÃo de edema em pata de rato, liberaÃÃo de mediadores quimiotÃticos por macrÃfagos, atividade vasorelaxante em aortas de ratos, dentre outras. Este trabalho teve como objetivo isolar, purificar e caracterizar fÃsico-quimicamente uma lectina presente em sementes de Andira pisonis (tribo Dalbergieae). Sementes de Andira pisonis foram trituradas atà obtenÃÃo de fino pà e as proteÃnas totais foram extraÃdas em sulfato de amÃnio 1M. As proteÃnas solÃveis foram submetidas a atividade hemaglutinante, quantificaÃÃo pelo mÃtodo de Bradford e ensaios de inibiÃÃo da atividade hemaglutinante. A lectina de sementes de Andira pisonis (APL) foi purificada atravÃs de cromatografia de afinidade em matriz de Sepharose-Manose, eluÃda em tampÃo glicina 0,1M pH 2,6 com NaCl 0,15M. A fraÃÃo eluÃda foi dialisada contra Ãgua destilada, liofilizada e submetida a cromatografia de troca iÃnica em HiTrap SP XL 01. APL foi eluÃda com tampÃo acetato de sÃdio 20mM pH 4,5 em gradiente de NaCl 0-1M. APL hemaglutinou eritrÃcitos de coelho (tratados enzimaticamente), assim como outras lectinas da tribo Dalbergieae e apresentou especificidade por manose (25mM). AnÃlise em PAGE-SDS mostrou que APL à composta por uma banda de 34 kDA e uma dupla banda de 8 e 9 kDA. APL apresentou termoestabilidade atà 60ÂC. SÃo necessÃrios mais estudos de caracterizaÃÃo fÃsico-quÃmica para melhor caracterizar esta proteÃna. / Lectins are ubiquitous proteins in nature, of non-immune origin, which have at least one non-catalytic domain that binds carbohydrates specifically and reversibly. They can be found in vegetables leaves, stems and seeds. The Dalbergieae tribe has lectins which have specificity for different carbohydrates and also have several biological activities such as induction of rat paw edema, release of chemotactic mediators by macrophages, vasorelaxant effect in rat aortas, and others. This study aimed to isolate, purify and physiochemically characterize a lectin found in seeds of Andira pisonis (Dalbergieae tribe). Andira pisonis seeds were ground into a fine powder and subjected to total protein extraction in 1 M ammonium sulfate. Soluble proteins were subjected to hemagglutination activity, quantification by the Bradford method and essays of hemagglutination inibition activity by sugar. The lectin from Andira pisonis (APL) was purified by affinity chromatography on Sepharose- Mannose matrix eluted in 0.1 M glycine buffer pH 2.6 with 0.15 M NaCl. The eluted fraction was dialyzed against distilled water, lyophilized and subjected to ion exchange chromatography on HiTrap SP XL 01. APL was eluted on 20 mM sodium acetate buffer pH 4.5 gradient of 0-1M NaCl. APL hemagglutinated rabbit erythrocytes (enzymatically treated) and other lectins from the tribe Dalbergieae and showed specificity for mannose (25 mM). SDS-PAGE analysis showed that APL is composed of a major 34 kDa double band and a minor 8 and 9 kDa double band. APL showed thermostability at 60 C. Further studies are required in order to better physicochemically characterize this protein.