Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências de Saúde. / No mundo ocorrem muitos acidentes com animais peçonhentos e, entre eles, destacam-se os causados pelos escorpiões, que são considerados um problema de saúde pública. No Brasil, esses acidentes estão classificados pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como doenças negligencias. O principal escorpião responsável pelos acidentes no país, e também o mais perigoso é o Tityus serrulatus, popularmente chamado de escorpião amarelo. A picada deste animal é uma ameaça grave ao indivíduo acidentado, já que seu veneno é composto por toxinas potentes que podem levá-lo à morte em poucas horas. Entre as toxinas do veneno, a mais tóxica e que corresponde a 15% do peso do veneno é chamada de Ts1. A Ts1 é classificada como β-neurotoxina que atua em canais de Na+. Por ser considerada a principal toxina da peçonha e exercer uma importância representativa no processo de envenenamento, neutralizá-la significaria uma possível neutralização da atividade tóxica do veneno. Desta forma, este estudo teve como objetivo identificar um epítopo conformacional da Ts1. Este epítopo foi sintetizado quimicamente e utilizado como antígeno na produção de um soro capaz de neutralizar a toxina e o veneno total. Para isso, foram utilizadas ferramentas de bioinformática utilizando os softwares Sting Millenium, Java Protein Dossier e SwissPDBviwer, síntese de peptídeos utilizando a técnica Fmoc-Sínteses, imunizações e soroneutralização em camundongos adultos. Os resultados de ELISA e de neutralização in vivo mostraram que o epítopo conformacional predito foi capaz de produzir anticorpos que reconhecem o veneno e neutralizam o seu efeito tóxico. Concluiu-se que a produção deste anticorpo, a partir do epítopo sintetizado, pode se tornar uma alternativa para a produção atual de antivenenos, além de atender a condições expostas em debates em torno da bioética.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / nÃo hà / Soyatoxina 2 (SYTX-2) à uma proteÃna tÃxica isolada de sementes de soja [Glycine max (L.) Merril], genÃtipo BR-10, sendo letal para camundongos quando administrada por via intraperitoneal (DL50 4,5  0,1 mg/Kg de peso corpÃreo). Os sintomas observados apÃs sua administraÃÃo foram piloereÃÃo, taquicardia, estiramento de patas e da cauda, diurese e convulsÃes tÃnico-clÃnicas, que precederam a morte do animal. A SYTX-2 foi purificada do extrato bruto de soja por fracionamento com sulfato de amÃnio, cromatografias de troca iÃnica (DEAE-celulose), de afinidade (Sepharose-4B-tripsina) e de filtraÃÃo em gel (Superdex 200HR 10/30). A inclusÃo de ditiotreitol 0,005 M no tampÃo de extraÃÃo e em outros tampÃes utilizados durante o processo de purificaÃÃo foi crucial para obtenÃÃo da SYTX-2 num estado altamente homogÃneo e preservaÃÃo da toxicidade. A SYTX-2 nÃo à uma glicoproteÃna e apresenta massa molecular aparente de 28,0 e 25,4 kDa, quando avaliada por PAGE-SDS e filtraÃÃo em gel em coluna de Superdex 200HR 10/30, respectivamente, e coeficiente de extinÃÃo molar (ε1%1cm) de 16,9. Sua seqÃÃncia NH2-terminal exibiu uma identidade de 75%, quando relacionada com aquela de uma endoquitinase acÃdica da classe III de sementes de soja. Ao lado de sua atividade tÃxica, a SYTX-2 apresentou atividade quitinÃsica de 1,34 nKat/mgP. Essa toxina, quando em contato com o nervo ciÃtico de ratos foi capaz de aumentar a amplitude pico-a-pico, comprovando sua aÃÃo neurotÃxica. A SYTX-2 tambÃm mostrou atividade prÃ-inflamatÃria, induzindo migraÃÃo de neutrÃfilos para a cavidade peritoneal de ratos, cujo pico se deu 8 h apÃs sua administraÃÃo. AvaliaÃÃo de seu papel fisiolÃgico, mostrou que a SYTX-2 exerceu efeitos negativos sobre o desenvolvimento do inseto-peste de feijÃo-de-corda Callosobruchus maculatus, particularmente na emergÃncia do adulto e no tempo mÃdio de desenvolvimento larval. Adicionalmente, SYTX-2 foi tÃxica para ninfas de Dysdercus peruvianus, causando reduÃÃo no ganho de peso corpÃreo e na taxa de sobrevivÃncia. A SYTX-2 tambÃm atuou negativamente sobre o nematÃide Meloidogyne incognita, impedindo sua mobilidade. Por outro lado, a SYTX-2 nÃo foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos e nem o desenvolvimento de hifas dos fungos Colletotrichum lindemuthianum, C. gloesporioides, Rhizoctonia solani, Cercospora kikuchii, Fusarium solani, F. oxysporum e Aspergillus niger, nas condiÃÃes de ensaio realizadas no presente trabalho. Em resumo, este trabalho apresenta, pela primeira vez, dados de uma proteÃna neurotÃxica contendo uma atividade quitinÃsica nÃo usual, cujo papel parece estar relacionado aos mecanismos de defesa da planta. Nesse contexto, SYTX-2 possui potencial para aplicaÃÃo biotecnolÃgica como um novo agente de defesa vegetal contra insetos-peste e nematÃide-parasitas / Soyatoxin 2 (SYTX-2) is a toxic protein isolated from soybean seeds [Glycine max (L.) Merril], genotype BR-10, lethal to mice upon intraperitoneal injection (LD50 4.5  0.1 mg/Kg body weight). The symptoms observed upon administration were pilloerection, tachycardia, paw and tail extending, diuresis and tonic-clonic convulsions prior to death. The SYTX-2 was purified from soybean crude extract by ammonium sulfate fractionation, ion-exchange (DEAE-cellulose), affinity (Sepharose-4B-trypsin) and gel filtration (Superdex 200HR 10/30) chromatography. Inclusion of 0.005 M dithiothreitol in the extracting and other buffers used during the purification process was crucial to obtain highly homogenous SYTX-2 and to preserve the toxicity. SYTX-2 is not a glycoprotein and has apparent molecular masses of 28.0 and 25.4 kDa as measured by SDS-PAGE and gel filtration in Superdex 200HR 10/30 column, respectively, and a molar extinction coefficient (ε1% 1cm) of 16.9. Its NH2-terminal sequence shows 75% identity with a class III acidic endochitinase from soybean seeds. Therefore, besides to its toxic properties, SYTX-2 presented chitinase activity of 1.34 nKat/mgP. This toxin, when in contact with the sciatic nerve of rats was able to increase the peak-to-peak amplitude, confirming its neurotoxic action. Moreover, SYTX-2 presented pro-inflammatory activity, inducing neutrophil migration into the peritoneal cavity of rats which peaked at 8 h after administration. Evaluation of its physiological role showed that SYTX-2 exerted negative effect on the development of the cowpea pest insect Callosobruchus maculates, particularly on adult emergence and in the mean larval development time. Additionally, SYTX-2 was toxic to Dysdercus peruvianus nymphs, as it caused reduction of both the body weight gain and survival rate. SYTX-2 also acted negatively on the root-knot nematode Meloidogyne incognita by hindering its mobility. On the other hand, SYTX-2 did not inhibit neither the spore germination nor the hyphal development of the phytopathogenic fungi Colletotrichum lindemuthianum, C. gloesporioides, Rhizoctonia solani, Cercospora kikuchii, Fusarium solani, F. oxysporum and Aspergillus niger, under the assay conditions carried out in this present work. In summary this study presents, for the first time, data on a neurotoxin protein with additional unusual chitinase activity, whose physiological role is likely related to the plant defense mechanisms. Accordingly, SYTX-2 possesses potential biotechnological application as a novel plant defensive agent against insect pests and parasitic nematodes.

Submitted by Pós Imunologia (ppgimicsufba@gmail.com) on 2017-03-14T18:18:14Z No. of bitstreams: 1 Cleonice Creuza.pdf: 2460625 bytes, checksum: 893afe600ef298af83303b91d5023108 (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-04-24T12:58:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Cleonice Creuza.pdf: 2460625 bytes, checksum: 893afe600ef298af83303b91d5023108 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T12:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cleonice Creuza.pdf: 2460625 bytes, checksum: 893afe600ef298af83303b91d5023108 (MD5) / Capes / A doença de Parkinson (DP) é caracterizada pela perda de neurônios dopaminérgicos no mesencéfalo. No entanto, mecanismos molecular responsável pelo processo degenerativo no sistema dopaminérgico nigroestriatal durante a doença de Parkinson permanecem desconhecidos. Atualmente, concorda-se que disfunção mitocondrial, agregação de α- sinucleína, estresse oxidativo, neuroinflamação e degradação protéica são causas envolvidas. Estudos farmacológicos têm focado no uso de metabolitos secundários de plantas e, entre estes, os flavonoides têm mostrado atividade biológica com efeitos neuroprotetores, antiinflamatórios e antioxidantes. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos neuroprotetores e imunomodulatórios de flavonoides bioativos usando modelos in vitro de DP. Foram usados diferentes modelos de culturas neuronais, avaliadas pelo testes de MTT e análises morfológicas para avaliar os efeitos citotóxicos ou neuroprotetores da rutina e quercetina. Em seguida, foram usados diferentes modelos de cultura primária de células gliais e neuronais e testes de MTT, exclusão ao azul de tripan, Fluoro-Jade B, Western Blot ou imunocitoquímica para β-III-Tubulina, Western Blot para tirosina hidroxilase ou para GFAP para investigar o efeito citotóxico induzido por aminocromo e/ou o efeito neuroprotetor induzido por rutina. Também investigamos a resposta imunoinflamatória ou imunomodulatória dosando citocinas (IL6, IL10, TNF-alpha) usando o método de ELISA. Nossos resultados demonstraram que rutina e quercetina (10-50μM) não induziram decréscimo no metabolismo mitocondrial em linhagens celulares SHSY-5Y ou co-cultura primária de neurônios/células gliais, contudo estes aumentaram o metabolismo mitocondrial nas concentrações de 50 e 100 μM em células da linhagem PC12. Além disso, rutina (10μM) induziu alterações morfológicas em células PC12. Também foi visto que aminocromo (250- 500μM) induziu uma redução na viabilidade celular em co-cultura de mesencéfalo e em cultura de microglia, cultura de células gliais e cultura de neurônios corticais. Ainda, a exposição ao aminocromo reduziu a expressão de β-III-tubulina, tirosina hidroxilase e GFAP em co-culturas de mesencéfalo e cultura de células gliais. Nossos resultados demonstram que a rutina protege células neurais frente a dano induzido por aminocromo, aumenta a expressão de β-III-tubulina e protege a rede de neuritos. Além do mais, aminocromo induziu redução de níveis de citocinas IL-6, IL-10 e TNF-alfa que foram reguladas a níveis basais quando a cocultura de mesencéfalo foi tratada com rutina. Concluímos então que a rutina protege células PC12 contra danos celulares induzidos por MPTP, co-culturas de mesencéfalo e células gliais contra danos induzidos por aminocromo. Podemos sugerir que a redução no nível de citocinas é conseqüência da perda de células gliais induzidas por aminocromo e que o retorno a níveis basais podem ser resultado de glioproteção e neuroproteção induzida pela rutina. / Parkinson's disease (PD) is characterized by the loss of dopaminergic neurons in the midbrain. The molecular mechanism responsible for degenerative process in the nigrostriatal dopaminergic system in PD remains unknown. Currently, there is a general agreement that mitochondrial dysfunction, α-synuclein aggregation, oxidative stress, neuroinflammation and impaired protein degradation are involved. Pharmacological studies have been focusing in using plant secondary metabolites and, among these, flavonoids have shown biological activity such neuroprotective, anti-inflammatory and antioxidant. In this sense, the objective of this work was to study the neuroprotective and immunomodulatory effects of a bioactive flavonoid using in vitro models of PD. We used different models of neuronal culture and MTT test and morphological analysis to make a screening of cytotoxic and/or neuroprotection by rutin and quercetin. After we used different models of primary culture of neuronal and glial cells and MTT test, Tripan Blue, Fluoro-Jade B, western blot or immunocytochemistry of β-III-Tubulin, tyrosine hydroxylase or GFAP in order to investigate the cytotoxic effect induced by aminochrome and/or neuroprotection induced by rutin. We also investigated immunoinflamatory response or immunomodulation by measuring cytokines (IL6, IL10, TNF-alpha) using ELISA. Our results demonstrated that rutin and quercetin (10-50μM) did not induce decrease in mitochondrial metabolism on SHSY-5Y cells line, or primary coculture of neuron/glial cells, however it increased the mitochondrial metabolism at concentrations 50 and 100μM on PC12 cells line. Moreover rutin (10μM) induce alterations on PC12 cells morphology. We also saw that aminocrhome (250-500μM) induced a decrease on cell viability at midbrain co-culture and microglia culture, glial cells culture, cortical neurons culture. In addition, the exposure to aminocrhome decreased expression of β-IIItubulin, tyrosine hydroxylase and GFAP on midbrain co-cultures and glial cells culture. Our results demonstrate that rutin protects neural cells from damage induced by aminocrhome, increases β-III-tubulin expression and protects neurite network. Furthermore, aminocrhome induced reduction of cytokines IL-6, IL-10 and TNF-alpha levels that were regulated to basal levels when the midbrain co-culture was treated with rutin. We concluded that rutin protects against PC12 cells cell against death induced by MPTP and neuronal and glial cells against death induced by aminocrhome. We can suggest that the reduction in cytokine levels are consequence of the loss of glial cells induced by aminocrhome and that the return to baseline levels may result from glioprotection and neuroprotection induced by rutin.

L’àcid 3-nitropropiònic (3NP) és una toxina d’origen vegetal la ingesta de la qual produeix, en humans, una síndrome neurològica que presenta una simptomatologia similar a la de la malaltia de Huntington (MH). Injectada a rosegadors o primats, la toxina s’ha utilitzat per desenvolupar models animals de la MH, ja que els produeix lesions similars a les observades a l’esmentada malaltia, consistents en una afectació específica del cos estriat del seus cervells. A nivell bioquímic, aquesta molècula inhibeix de forma irreversible la succinat deshidrogenasa mitocondrial, i per tant el complex II de la cadena respiratòria. Això provoca una disminució a la producció d’ATP, punt de posada en marxa dels mecanismes d’excitotoxicitat secundària i de producció d’espècies reactives d’oxigen i per tant, de l’estrès oxidatiu, que porten a l’activació de diferents vies metabòliques de la neurona responsables de la seva mort, com són la necrosi o l’apoptosi mediades per l’activació de calpaïnes i caspases respectivament. Pel que fa a l’apoptosi, es pensa que la reactivació del cicle cel•lular podria estar involucrada en la seva activació. Reforçant aquesta idea, nombrosos estudis han detectat activació de diferents proteïnes reguladores del cicle cel•lular en teixit post mortem de pacients afectats de malalties neurodegeneratives. Per altra banda, el 3NP produeix alteracions a la permeabilitat de la barrera hematoencefàlica (BHE) dels rosegadors tractats i, recentment, s’ha vist que un dels mecanismes que pot estar implicat en aquest fet és la digestió per part de la gelatinasa MMP-9. Així, els objectius d’aquesta tesi consisteixen en estudiar la possible participació de la reactivació del cicle cel•lular en la neurodegeneració induïda en rates per l’administració del 3NP, i per altra banda caracteritzar les alteracions de la permeabilitat de la BHE i el paper que les gelatinases MMP-2 i MMP-9 i altres tipus cel•lulars com astròcits i micròglia hi poden jugar. Pel que fa al primer objectiu, s’ha vist que, tot i que s’ha detectat l’activació d’elements del cicle cel•lular a la lesió dels animals tractats, la reactivació del cicle cel•lular no intervé en la posada en marxa de la neurodegeneració provocada per la toxina, i s’ha arribat a la conclusió que l’expressió d’aquests elements pot estar relacionada amb una resposta tardana encaminada a la supervivència cel•lular. A partir d’aquí, s’han estudiat diferents proteïnes que poden estar relacionades amb la mort neuronal, com ATM, p53, Akt i GSK3beta. Els resultats que s'han obtingut en aquest cas indiquen que la pèrdua de la forma activa de l’Akt i la inhibició de la GSK3beta poden estar relacionades amb la neurodegeneració induïda pel 3NP. Pel que fa a l’estudi de les alteracions de la BHE, s’ha observat que, a la zona lesionada dels animals tractats amb 3NP, hi ha una gran alteració dels seus components com són les cèl•lules endotelials, la proteïna de les unions estretes ZO-1 i la laminina, component bàsic de la membrana basal dels vasos. Finalment, s’ha comprovat que la MMP-9 i la micròglia reactiva juguen un paper destacat a la degradació de la microvasculatura cerebral afectada per l’administració del 3NP. / 3-nitropropionic acid (3-NPA) is a natural toxin that provokes, in humans, a neurological symptomatology which is similar to that observed in Huntington’s disease (HD). When injected to rodents or primates, it produces cerebral lesions, mainly located in their striata, which are similar to those observed in the brains of HD patients. 3-NPA irreversibly inhibits mitochondrial succinate dehidrogenase, which in turn causes a decrease in ATP production that triggers secondary excitotoxicity and reactive oxygen species production. These events lead neurons to their death by necrosis or apoptosis. It has been suggested that cell cycle re-entry may be involved in the activation of the apoptotic cascade. Reinforcing this, the activation of different cell cycle elements has been detected in post mortem brains of pacients affected by neurodegenerative diseases. Furthermore, blood brain barrier (BBB) disfunction has been detected in rodents administrated with 3-NPA, and it has been recently proposed that matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) is involved in this process. The main objectives of this work were to study the role of cell cycle re-entry in the striatal neurodegeneration induced by 3-NPA and to characterize the alterations of BBB permeability. Regarding BBB impairment, the role of MMP-2 and MMP 9 and other cellular types such as astrocytes and microglia was considered. Although activation of G1 phase cell cycle elements was detected in the striatal lesion of 3-NPA treated rats, it was concluded that cell cycle re-entry was not involved in the activation of the neurodegenerative process, but it might be related to a late survival response. Moreover, it was shown that the loss of the active form of Akt and the inhibition of GSK3beta might be linked to the striatal neurodegeneration induced by 3-NPA. Furthermore, severe alterations in the permeability of the BBB and in the staining pattern of some of its components such as endothelial cells, tight junctions and basement membrane were detected in the striatal lesion of treated rats. Finally, gelatinolytic activity, which was mainly attributed to MMP-9, and reactive microglia were profusely detected around the injured vessels in the striatal lesion of 3-NPA, indicating that they might play a determinant role in BBB disruption in this model

SOUSA, D. O. B. Soyatoxina-2 - uma nova toxina de sementes de soja: aspectos estruturais, do mecanismo de ação e efeitos biológicos. 2006. 160 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-25T17:26:09Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_dobsousa.pdf: 1161474 bytes, checksum: 270f28e9264a0910e54e2dbf9bc51c3e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-01-09T16:49:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_dobsousa.pdf: 1161474 bytes, checksum: 270f28e9264a0910e54e2dbf9bc51c3e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-09T16:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_dobsousa.pdf: 1161474 bytes, checksum: 270f28e9264a0910e54e2dbf9bc51c3e (MD5) Previous issue date: 2006 / Soyatoxin 2 (SYTX-2) is a toxic protein isolated from soybean seeds [Glycine max (L.) Merril], genotype BR-10, lethal to mice upon intraperitoneal injection (LD50 4.5 ± 0.1 mg/Kg body weight). The symptoms observed upon administration were pilloerection, tachycardia, paw and tail extending, diuresis and tonic-clonic convulsions prior to death. The SYTX-2 was purified from soybean crude extract by ammonium sulfate fractionation, ion-exchange (DEAE-cellulose), affinity (Sepharose-4B-trypsin) and gel filtration (Superdex 200HR 10/30) chromatography. Inclusion of 0.005 M dithiothreitol in the extracting and other buffers used during the purification process was crucial to obtain highly homogenous SYTX-2 and to preserve the toxicity. SYTX-2 is not a glycoprotein and has apparent molecular masses of 28.0 and 25.4 kDa as measured by SDS-PAGE and gel filtration in Superdex 200HR 10/30 column, respectively, and a molar extinction coefficient (ε1% 1cm) of 16.9. Its NH2-terminal sequence shows 75% identity with a class III acidic endochitinase from soybean seeds. Therefore, besides to its toxic properties, SYTX-2 presented chitinase activity of 1.34 nKat/mgP. This toxin, when in contact with the sciatic nerve of rats was able to increase the peak-to-peak amplitude, confirming its neurotoxic action. Moreover, SYTX-2 presented pro-inflammatory activity, inducing neutrophil migration into the peritoneal cavity of rats which peaked at 8 h after administration. Evaluation of its physiological role showed that SYTX-2 exerted negative effect on the development of the cowpea pest insect Callosobruchus maculates, particularly on adult emergence and in the mean larval development time. Additionally, SYTX-2 was toxic to Dysdercus peruvianus nymphs, as it caused reduction of both the body weight gain and survival rate. SYTX-2 also acted negatively on the root-knot nematode Meloidogyne incognita by hindering its mobility. On the other hand, SYTX-2 did not inhibit neither the spore germination nor the hyphal development of the phytopathogenic fungi Colletotrichum lindemuthianum, C. gloesporioides, Rhizoctonia solani, Cercospora kikuchii, Fusarium solani, F. oxysporum and Aspergillus niger, under the assay conditions carried out in this present work. In summary this study presents, for the first time, data on a neurotoxin protein with additional unusual chitinase activity, whose physiological role is likely related to the plant defense mechanisms. Accordingly, SYTX-2 possesses potential biotechnological application as a novel plant defensive agent against insect pests and parasitic nematodes. / Soyatoxina 2 (SYTX-2) é uma proteína tóxica isolada de sementes de soja [Glycine max (L.) Merril], genótipo BR-10, sendo letal para camundongos quando administrada por via intraperitoneal (DL50 4,5 ± 0,1 mg/Kg de peso corpóreo). Os sintomas observados após sua administração foram piloereção, taquicardia, estiramento de patas e da cauda, diurese e convulsões tônico-clônicas, que precederam a morte do animal. A SYTX-2 foi purificada do extrato bruto de soja por fracionamento com sulfato de amônio, cromatografias de troca iônica (DEAE-celulose), de afinidade (Sepharose-4B-tripsina) e de filtração em gel (Superdex 200HR 10/30). A inclusão de ditiotreitol 0,005 M no tampão de extração e em outros tampões utilizados durante o processo de purificação foi crucial para obtenção da SYTX-2 num estado altamente homogêneo e preservação da toxicidade. A SYTX-2 não é uma glicoproteína e apresenta massa molecular aparente de 28,0 e 25,4 kDa, quando avaliada por PAGE-SDS e filtração em gel em coluna de Superdex 200HR 10/30, respectivamente, e coeficiente de extinção molar (ε1%1cm) de 16,9. Sua seqüência NH2-terminal exibiu uma identidade de 75%, quando relacionada com aquela de uma endoquitinase acídica da classe III de sementes de soja. Ao lado de sua atividade tóxica, a SYTX-2 apresentou atividade quitinásica de 1,34 nKat/mgP. Essa toxina, quando em contato com o nervo ciático de ratos foi capaz de aumentar a amplitude pico-a-pico, comprovando sua ação neurotóxica. A SYTX-2 também mostrou atividade pró-inflamatória, induzindo migração de neutrófilos para a cavidade peritoneal de ratos, cujo pico se deu 8 h após sua administração. Avaliação de seu papel fisiológico, mostrou que a SYTX-2 exerceu efeitos negativos sobre o desenvolvimento do inseto-peste de feijão-de-corda Callosobruchus maculatus, particularmente na emergência do adulto e no tempo médio de desenvolvimento larval. Adicionalmente, SYTX-2 foi tóxica para ninfas de Dysdercus peruvianus, causando redução no ganho de peso corpóreo e na taxa de sobrevivência. A SYTX-2 também atuou negativamente sobre o nematóide Meloidogyne incognita, impedindo sua mobilidade. Por outro lado, a SYTX-2 não foi capaz de inibir a germinação de esporos e nem o desenvolvimento de hifas dos fungos Colletotrichum lindemuthianum, C. gloesporioides, Rhizoctonia solani, Cercospora kikuchii, Fusarium solani, F. oxysporum e Aspergillus niger, nas condições de ensaio realizadas no presente trabalho. Em resumo, este trabalho apresenta, pela primeira vez, dados de uma proteína neurotóxica contendo uma atividade quitinásica não usual, cujo papel parece estar relacionado aos mecanismos de defesa da planta. Nesse contexto, SYTX-2 possui potencial para aplicação biotecnológica como um novo agente de defesa vegetal contra insetos-peste e nematóide-parasitas.

A giroxina é uma enzima serinoprotease do veneno da cascavel sul-americana Crotalus durissus terrificus. É uma toxina apenas parcialmente caracterizada e com múltiplas atividades. Atua na coagulação, na diminuição da pressão arterial e induz um comportamento neurotóxico descrito como rolamento em barril. Os mecanismos envolvidos nestas atividades não são conhecidos. Considerando que a giroxina é uma enzima com alto potencial para ser um novo fármaco com aplicações em clínica médica como a trombina, tripsina, ancrod®, batroxobin® e calicreína, é importante determinar como a giroxina atua. As análises em eletroforese em gel de poliacrilamida e dicroísmo circular confirmaram a pureza e integridade da molécula. A administração intravenosa em camundongos comprovou a neurotoxicidade (rolamento em barril). O estudo in vivo com microscopia intravital comprovou que a giroxina induz vasodilatação com participação dos receptores ativados por proteases (PARs), do óxido nítrico e da Na+K+ATPase. A adesão e rolamento de leucócitos indicaram que não possui atividade pró-inflamatória. A giroxina induziu a agregação plaquetária, que foi bloqueada pelos inibidores dos receptores PAR-1 e PAR-4 (SCH 79797 e tcY-NH2, respectivamente). Finalmente, foi demonstrado que a giroxina alterou temporariamente a permeabilidade da barreira hematoencefálica (BHE). Neste estudo foi comprovado que os receptores ativados por proteases e o óxido nítrico são mediadores envolvidos nas atividades biológicas da giroxina. / Gyroxin is a serine protease enzyme from the South American rattlesnake (Crotalus durissus terrificus) venom; it is only partially caractherized and has multiple activites. Gyroxin induces blood coagulation, blood pressure decrease and a neurotoxic behavior named barrel rotation. The mechanisms involved in this neurotoxic activity are not known. Whereas gyroxin is a member of enzymes with high potential to become a new drug with clinical applications such as thrombin, batroxobin®, ancrod®, tripsyn and kalicrein, it is important to find out how gyroxin works. The analysis on agarose gel electrophoresis and circular dichroism confirmed the molecules\' integrity and purity. The gyroxin intravenous administration in mice proved its neurotoxicity (barrel rotation). In vivo studies employing intravital microscopy proved that gyroxin induces vasodilation with the participation of protease activated receptors (PARs), nitric oxide and Na+K+ATPase. The leukocytes\' adherence and rolling counting indicated that gyroxin has no proinflammatory activity. Gyroxin induced platelet aggregation, which was blocked by inhibitors of PAR1 and PAR4 receptors (SCH 79797 and tcY-NH2, respectively). Finally, it was proved that the gyroxin temporarily alter the permeability of the blood brain barrier (BBB). Our study has shown that both the protease-activated receptors and nitric oxide are mediators involved in the biological activities of gyroxin.

A giroxina é uma enzima serinoprotease do veneno da cascavel sul-americana Crotalus durissus terrificus. É uma toxina apenas parcialmente caracterizada e com múltiplas atividades. Atua na coagulação, na diminuição da pressão arterial e induz um comportamento neurotóxico descrito como rolamento em barril. Os mecanismos envolvidos nestas atividades não são conhecidos. Considerando que a giroxina é uma enzima com alto potencial para ser um novo fármaco com aplicações em clínica médica como a trombina, tripsina, ancrod®, batroxobin® e calicreína, é importante determinar como a giroxina atua. As análises em eletroforese em gel de poliacrilamida e dicroísmo circular confirmaram a pureza e integridade da molécula. A administração intravenosa em camundongos comprovou a neurotoxicidade (rolamento em barril). O estudo in vivo com microscopia intravital comprovou que a giroxina induz vasodilatação com participação dos receptores ativados por proteases (PARs), do óxido nítrico e da Na+K+ATPase. A adesão e rolamento de leucócitos indicaram que não possui atividade pró-inflamatória. A giroxina induziu a agregação plaquetária, que foi bloqueada pelos inibidores dos receptores PAR-1 e PAR-4 (SCH 79797 e tcY-NH2, respectivamente). Finalmente, foi demonstrado que a giroxina alterou temporariamente a permeabilidade da barreira hematoencefálica (BHE). Neste estudo foi comprovado que os receptores ativados por proteases e o óxido nítrico são mediadores envolvidos nas atividades biológicas da giroxina. / Gyroxin is a serine protease enzyme from the South American rattlesnake (Crotalus durissus terrificus) venom; it is only partially caractherized and has multiple activites. Gyroxin induces blood coagulation, blood pressure decrease and a neurotoxic behavior named barrel rotation. The mechanisms involved in this neurotoxic activity are not known. Whereas gyroxin is a member of enzymes with high potential to become a new drug with clinical applications such as thrombin, batroxobin®, ancrod®, tripsyn and kalicrein, it is important to find out how gyroxin works. The analysis on agarose gel electrophoresis and circular dichroism confirmed the molecules\' integrity and purity. The gyroxin intravenous administration in mice proved its neurotoxicity (barrel rotation). In vivo studies employing intravital microscopy proved that gyroxin induces vasodilation with the participation of protease activated receptors (PARs), nitric oxide and Na+K+ATPase. The leukocytes\' adherence and rolling counting indicated that gyroxin has no proinflammatory activity. Gyroxin induced platelet aggregation, which was blocked by inhibitors of PAR1 and PAR4 receptors (SCH 79797 and tcY-NH2, respectively). Finally, it was proved that the gyroxin temporarily alter the permeability of the blood brain barrier (BBB). Our study has shown that both the protease-activated receptors and nitric oxide are mediators involved in the biological activities of gyroxin.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-06-22T20:27:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Córdova Turones - 2018.pdf: 2576144 bytes, checksum: fb628d04d3221c6ac7ccaf79cc3d60ea (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com), reason: on 2018-06-22T20:38:02Z (GMT) / Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-06-22T20:39:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Córdova Turones - 2018.pdf: 2494325 bytes, checksum: 52754820438d7cd88e3dc298a96a898a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-27T11:25:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Córdova Turones - 2018.pdf: 2494325 bytes, checksum: 52754820438d7cd88e3dc298a96a898a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-27T11:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Córdova Turones - 2018.pdf: 2494325 bytes, checksum: 52754820438d7cd88e3dc298a96a898a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-05-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Bj-PRO-7a, a heptapeptide isolated and identified from Bothrops jararaca (Bj) venom, evoke potent therapeutic effects, as antihypertensive effect, natriuretic and diuretic effects, promotion of angiogenisis and vasodilatation. The effects of heptapeptide are independent of Angiotensin Converting Inhibitor (ACE), possibly dependent of Muscarinic Receptors subtype 1 (M1R) activation and oxido nitric pathways. Also, the Bj-PRO-7a actions upon central nervous system still need to be evaluated. Thus, the aims of this study were: i) to assess the effects of acute administration of Bj-PRO-7a upon behavior; ii) to reveal mechanisms involved in the effects of Bj- PRO-7a upon locomotion/exploration, anxiety and depression-like behaviors. For this purpose, adult male Wistar (WT) and Spontaneous Hypertensive Rats (SHRs) (300-380 g) received i.p. injections of Vehicle (NaCl 0.9%), Diazepam (2 mg/kg), Imipramine (15 mg/kg), Bj-PRO-7a (71, 213 or 426 nmol/kg), Pirenzepine (852 nmol/kg), α-metil-DL-tirosina (200 mg/kg) or Chlorpromazine (2 mg/kg) and were placed in the Elevated Plus Maze (EPM), Open Field (OF) and Forced Swimming (FS) tests. The heptapeptide promoted anxiolytic and antidepressantlike effects and increased the locomotion/exploration. These effects of Bj-PRO-7a seem to be strongly dependent on activation of M1R, catecholaminergic paths and dopaminergic receptors. / O Bj-PRO-7a, um heptapeptídeo isolado e identificado no veneno da Bothrops jararaca (Bj), evoca potentes efeitos terapêuticos, tais como o efeito anti-hipertensivo, efeitos natriurético e diurético, promoção da angiogênese e vasodilatação. Os efeitos do hepapeptídeo são independentes da inibição sobre a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA), possivelmente dependentes da ativação dos Receptores Muscarínicos de Acetilcolina subtipo 1 (M1Rs) e vias do óxido nítrico. Ademais, as ações do Bj-PRO-7a sobre o sistema nervoso central ainda precisam ser avaliadas. Assim, os objetivos deste estudo foram: i) acessar os efeitos da administração aguda do Bj-PRO-7a sobre o comportamento; ii) revelar os mecanismos envolvidos nos efeitos do Bj-PRO-7a sobre a locomoção/exploração, comportamento tipo-ansiedade e depressão. Para esse propósito, ratos machos adultos Wistar (WT) e Espontaneamente Hipertensos (SHR) (300-380 g) receberam injeções i.p. de Veículo (NaCl 0,9%), Diazepam (2 mg/kg), Imipramina (15 mg/kg), Bj-PRO-7a (71, 213 ou 426 nmol/kg), Pirenzepina (852 nmol/kg), α-metil-DL-tirosina (200 mg/kg) ou Clorpromazina (2 mg/kg) e foram colocados nos testes de Labirinto em Cruz Elevado (LCE); Campo Aberto (CA) e Nado Forçado (NF). O heptapeptídeo promoveu efeito tipo-ansiolítico e antidepressivo e aumentou a locomoção/exploração. Esses efeitos parecem ser fortemente dependentes da ativação dos M1Rs, vias catecolaminérgicas e receptores dopaminérgicos.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 4104748 bytes, checksum: 578975146349baff07079d6c3f9756b6 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Snake venoms contain a complex arsenal of protein bio-active components, many of these being neurotoxins (NTXs). These snakes have high neurotoxic activity venom, corresponding to the Elapidae family, which includes coral snakes (Micrurus) whose venom contains circa 90-95% of low molecular mass protein components. Among these, several are postsynaptic neurotoxins or α- NTXs (MM = 6-9 kDa). The Micrurus ibiboboca (Merren, 1820) is a snake of the Elapidae family witch is quite common in the Northeast of Brazil. In spite of the great diversity of species of Micrurus, scarce works involving the nervous system with isolated and pure toxins of those serpents has been developed in level biochemical, pharmacological and electrophysiological. The aim of this study was to purify the toxin Mic6c7NTX of the Micrurus ibiboboca venom, characterize to biochemically and electrophysiologically the toxin Mic6c7NTX in the peripheral nervous system (PNS) of rats, evaluating alterations in the record of the Compound Action Potential (CAP) of the isolate nerve and the toxin activity on the voltage-dependent sodium channels (Nav) in the neurons of the dorsal root ganglion (DRG). The venom was extracted from the Micrurus ibiboboca collected in Paraiba State (Brazil). Initially, electrophysiological tests (current clamp method) using the single sucrose gap technique were accomplished with crude venom (100μg/mL). It was observed that in this concentration the crude venom caused reduction in the CAP amplitude (25%). This neurotoxity led into an intriguing question: what components of the venom would promote to reduction in the excitability of the nerve? Based upon this question, I decided to purify the venom throughout the Liquid Chromatography of the High Performance (HPLC) of the Cation Exchange Chromatography (CIEX) and the Reverse Phase Chromatography (RPC). The molecular mass (MM) of the raw toxin was determined by mass-spectrometry (MALDI-QTOF/ MS) and N-terminal sequence by means of Edman s Degradation. The search for similarity with other toxins was accomplished against proteomic data bank. The CIEX profile showed 19 fractions and the highest peak fraction was used for the second dimension. The toxin Mic6c7NTX obtained by RPC showed elution in 26.7%of the acetonitrile (ACN) and MM 7.047.56Da. The obtained partial N-terminal sequence showed 31 aminoacid residues. The search for similarity of structure and function showed great similarity (65%) with other short chain α-NTXs Australian elapids snakes. The electrophysiological studies (single sucrose gap technique) showed that the toxin Mic6c7NTX (1 μM) reduced the excitability of the isolate nerve similarly to the reduction observed in the crude venom about 21%. Other CAP parameters such as despolarization speed (DSCAP), repolarization time (τCAP) and peak of time (PTCAP) did not show alterations. This suggests that the toxin may be affecting the Nav channels. For the confirmation of that hypothesis experiments were accomplished with whole cell patch-clamp technique in DRG neurons. This results showed that the toxin Mic6c7NTX (1 WM) abolished completely the current of Nav channels sensitive the tetrodotoxin (TTX-S). Also the Nav channels TTX resistant (TTX-R) were investigated in the presence of the Mic6c7NTX toxin previously using TTX (100 nM). This results showed that the toxin Mic6c7NTX (100 nM) abolished completely the current of Nav channels TTX-R and IC50 = 30nM. However, reversion of this blocking was not observed. The present study biochemically and electrophysiologically characterized an α-NTX of the Micrurus ibiboboca elapid snake. Furthermore, it showed a potent toxin with affinity Nav channels TTX-S and TTX-R of the PNS. This is the first α-NTX isolated and identified of the venom from the Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820) snake. / As serpentes da família Elapidae possuem uma peçonha com alta atividade neurotóxica e capacidade de letalidade. Fazem parte dessa família as serpentes corais americanas (gênero Micrurus) com suas peçonhas contendo cerca de 90-95% de componentes protéicos, sendo na sua maior parte neurotoxinas com baixa massa molecular (6-8 kDa), podendo ser destacadas as neurotoxinas com ação pós-sinápticas ou α-Neurotoxinas (α-NTX). A Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820) é uma serpente da família Elapidae, comum na região Nordeste. Apesar da grande diversidade de espécies do gênero Micrurus sp., escassos trabalhos envolvendo atividade de toxinas isoladas e puras destas peçonhas e sistema nervoso têm sido desenvolvidos em nível bioquímico, farmacológico ou eletrofisiológico. O objetivo desse estudo foi purificar a toxina Mic6c7NTX da peçonha de M. ibiboboca, caracterizar bioquímicamente e investigar com ferramentas eletrofisiológicas a ação da toxina no Sistema Nervoso Periférico (SNP) de ratos avaliando alterações no Potencial de Ação Composto (PAC) do nervo isquiático isolado e a atividade da toxina nos canais para sódio dependentes de voltagem (Nav) em neurônios do gânglio da raiz dorsal (DRG). A peçonha da M. ibiboboca foi extraída de serpentes coletadas no Estado da Paraíba (Brasil). Inicialmente, ensaios eletrofisiológicos com o método de current clamp utilizando a técnica de single sucrose gap foram realizados com a peçonha bruta (100 Wg/mL). Os resultados mostraram que a peçonha bruta nessa concentração promoveu redução na amplitude do PAC (25%). Esse efeito da toxina na excitabilidade do nervo levantou o questionamento: Que componentes da peçonha estariam causando essa diminuição da excitabilidade? A peçonha foi purificada por meio de Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC), de troca catiônica (CIEX) e fase reversa (RPC). Na sequência, os picos da CIEX foram submetidos à RPC e posteriormente analisados por espectrometria de massas (MALDI-TOF/MS) que detectou a massa molecular da toxina Mic6c7NTX de 7.047,56 Da. Em seguida, foi determinado o seu N-terminal por Degradação de Edman que apresentou 31 resíduos de aminoácidos e serviu de estudo para a bioinformática na busca por similaridade em banco de dados proteômicos com outras toxinas protéicas, demonstrando que a toxina Mic6c7NTX apresentou similaridade (65%) com α-NTXs de cadeia curta de serpentes elapídicas australianas. Posteriormente, foi investigado o efeito da toxina isolada no SNP. Os estudos eletrofisiológicos em single sucrose gap demonstraram que a toxina Mic6c7NTX (1 WM) reduziu a excitabilidade do nervo isolado de forma similar à observada pela peçonha bruta. Não foram observadas alterações significantes em outros parâmetros do PAC, como velocidade de despolarização (VDPAC), tempo de repolarização (τPAC) e tempo de pico (PTPAC), sugerindo que a toxina atuasse num sítio de ligação específico dos [Escreva uma citação do documento ou o 11 canais Nav no SNP. Para a confirmação dessa hipótese foram realizados experimentos de voltage clamp com a técnica de whole cell patch-clamp em cultura primária de neurônios DRG da medula espinhal de ratos. Os resultados mostraram que a toxina Mic6c7NTX (1 WM) aboliu completamente as correntes dos canais Nav sensíveis à tetrodotoxina (TTX-S). Também foi investigado o efeito da toxina sobre a população de canais Nav resistentes à TTX (TTX-R), utilizando previamente TTX (100 nM) para bloquear os canais Nav TTX-S. Os registros com a toxina Mic6c7NTX (100 nM) demonstraram um bloqueio total da corrente nos canais Nav TTX-R dos DRGs e uma IC50 da toxina em torno de 30 nM. Também foi observado que essa toxina se liga aos canais Nav de forma lenta e irreversível. O presente estudo caracterizou bioquímica e eletrofisiologicamente uma α-NTX da serpente elapídica Micrurus ibiboboca. Farmacologicamente, trata-se de uma potente toxina com afinidade aos canais Nav TTX-S e TTX-R do SNP. Essa é a primeira α-NTX isolada e caracterizada da peçonha da serpente Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820).