Orientador: Stephen Hyslop / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DelanoAnibalda_D.pdf: 1969731 bytes, checksum: de221836aebacda27e28c520b97a53e9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As peçonhas de himenópteros contêm diversas toxinas que podem causar hemólise, cardiotoxicidade e insuficiência renal, além de reação de hipersensibilidade. Adicionalmente, algumas vespas e formigas utilizam sua peçonha para imobilizar ou matar a presa. Neste estudo analisamos as atividades fosfolipásica (PLA2) e hemolítica bem como a atividade biológica sobre íleo e átrio isolados de rato, e sobre coração semi-isolado de barata, das peçonhas de formiga (Paraponera clavata) e vespa (Polistes lanio lanio). A eletroforese das peçonhas (SDS-PAGE) revelou a presença de componentes com massas moleculares de ~22 kDa a 100 kDa em P. clavata e de 19 a 119 kDa em P. l. lanio. Já a cromatografia por gel filtração resultou em cinco picos principais para a peçonha de P. clavata e seis para a de P. l. lanio. A peçonha de P. clavata possuiu atividades PLA2 e hemolítica moderadas, que foram abolidas pelo aquecimento (100ºC, 20 min). A peçonha de P. clavata (0,1-3 ?g/ml) contraiu íleo isolado de rato, cujo efeito foi dessensibilizante e resistente ao aquecimento da peçonha. Esta atividade contraturante foi localizada no primeiro pico do perfil de eluição da cromatografia por gel filtração. Em átrio isolado de rato a peçonha de P. clavata (0,125-10 ?g/ml) causou contratura, resultando em diminuição da força contrátil e redução na freqüência atrial com aumento na liberação de creatinoquinase-MB (CK-MB) tecidual. O aquecimento da peçonha não aboliu esta ação atrial. A análise histopatológica mostrou necrose dos cardiomiócitos que não foi afetada pelo aquecimento. Dos picos obtidos por gel filtração, o pico 1 reproduziu a contratura causada pela peçonha enquanto o pico 3 aumentou a contratilidade atrial. Em coração semi-isolado de barata, a peçonha de P. clavata (1-100 ?g) causou bradicardia. Conclui-se que a peçonha de P. clavata: (1) possui atividades PLA2 e hemolítica que são termolábeis, (2) causa bradicardia em coração semi-isolado de barata, e (3) provoca contração em íleo isolado e contratura em átrio direito de rato. Ao contrário de P. clavata, a peçonha de P. l. lanio (0,3-100 ?g/ml) mostrou altas atividades PLA2 e hemolítica que também foram abolidas pelo aquecimento (100ºC, 20 min). A peçonha contraiu íleo isolado de rato, e causou inotropismo negativo em átrio direito isolado de rato, sem afetar o cronotropismo; não houve contratura da linha basal. A peçonha causou forte bradicardia em coração semi-isolado de barata que não foi abolido pelo aquecimento (100ºC, 20 min). Este cronotropismo negativo foi mediado por uma fração da peçonha de P. l. lanio enriquecida em componentes de baixa massa molecular (<5 kDa, obtida através da ultrafiltração). A cromatografia desta fração em HPLC de fase reversa resultou em seis picos, dos quais apenas o pico 4 causou bradicardia em coração semi-isolado de barata. A bradicardia foi bloqueada pela glibenclamida, sugerindo o envolvimento de canais de K+ dependentes de ATP neste fenômeno. A análise do pico ativo por espectrometria de massas indicou a presença de peptídeos. Conclui-se que a peçonha de P. l. lanio: (1) tem alta atividade fosfolipásica e hemolítica (ambas termolábeis), (2) provoca contração de íleo e inotropismo negativo em átrio direito de rato e (3) exerce forte cronotropismo negativo em coração semi-isolado de barata mediado pela ativação de canais de potássio dependentes de ATP / Abstract: Hymenoptera venoms contain toxins that can cause hemolysis, renal failure, cardiotoxicity and hypersensitivity in humans. Additionally, some wasps and ants use their venom to immobilize or kill prey. In this study, we analyzed the phospholipase (PLA2) and hemolytic activities of ant (Paraponera clavata) and wasp (Polistes lanio lanio) venoms, and their action on rat isolated ileum and right atrium and cockroach semi-isolated heart. Electrophoresis (SDS-PAGE) showed that the venoms of P. clavata and P. l. lanio contained components with molecular masses of ~20-100 kDa and 19-119 kDa, respectively. Gel filtration chromatography resulted in five major peaks for P. clavata venom and six for P. l. lanio. Paraponera clavata venom had moderate phospholipase and hemolytic activities that were abolished by heating (100ºC, 20 min). This venom (0.1-3 ?g/ml) contracted rat isolated ileum, with a desensitizing effect, and heating the venom did not abolish this activity, which was located in the first peak of the gel filtration elution profile. In isolated atria, the venom (0.125-10 ?g/ml) caused muscle contraction that resulted in decreased contractile force and a reduction in atrial rate, with an increase in creatine kinase-MB (CK-MB) release; this atrial action was not abolished by heating. Histopathological analysis revealed myonecrosis that was also unaffected by heating. Of the peaks obtained by gel filtration, peak 1 reproduced the contraction observed with the venom whereas peak 3 caused a sustained increase in atrial contractility. The venom (1-100 ?g) caused bradycardia in cockroach semi-isolated hearts. These results show that P. clavata venom: (1) has PLA2 and hemolytic activities that are thermolabile, (2) causes bradycardia in cockroach semi-isolated hearts, and (3) contracts rat isolated ileum and causes contracture of rat right atria. In contrast to P. clavata, P. l. lanio venom (0.3-100 ?g/ml) showed high PLA2 and hemolytic activities that were also abolished by heating (100°C, 20 min). Polistes l. lanio venom contracted rat isolated ileum and produced negative inotropism in isolated rat right atria; there was no effect on the chronotropic response or on the baseline tension, i.e., no muscle contracture. The venom caused marked bradycardia in coackroach semi-isolated hearts that was unaffected by heating. This bradycardia was mediated by a low-molecular mass fraction of the venom (<5 kDa, obtained by ultrafiltration). RP-HPLC of this fraction resulted in six peaks, of which only the fourth caused bradycardia in cockroach semi-isolated hearts. This bradycardia was blocked by glibenclamide, suggesting the involvement of ATP-dependent K+ channel activation. Mass spectrometry of the active peak indicated the presence of peptides. These results indicate that P. l. lanio venom: (1) has high PLA2 and hemolytic activities that are thermolabile, (2) contracts rat isolated ileum and reduces the contractile force of isolated right atria, and (3) causes marked bradycardia in cockroach semi-isolated heart via the activation of ATP-dependent K+ channels / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_ThiagoMagalhaes_M.pdf: 3717453 bytes, checksum: 7f1985b88491433917e7fdf3c88dbfc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A espécie Micrurus pyrrhocryptus, classificada anteriormente como subespécie da Micrurus frontalis, foi recentemente classificada como espécie plena baseada nas diferenças morfológicas. Esta serpente é especialmente encontrada no continente Sul Americano. No presente trabalho foram analisados os efeitos farmacológicos do veneno de M. pyrrhocryptus sob métodos para caracterização de efeitos neurotóxico e miotóxico em preparações biventer cervicis de pintainho (BCP) (0,5, 1, 5, 10, 20, 30 e 50 µg/mL, n=6 para cada concentração) e nervo frênicodiafragma de camundongo (NFD) (1, 5, 10, 20, 30 e 50 µg/mL, n=6 para cada concentração). Também foram realizados estudos sobre a capacidade de neutralização do antiveneno específico e comercial. O veneno induziu um irreversível bloqueio neuromuscular (pós-sináptico, como demonstrado pela resposta contrátil sob estímulo de alta frequência - 50 Hz, n=6 em NFD), tempo e concentração-dependente em ambas as preparações (10 µg/mL induziu 50% de bloqueio neuromuscular em 22±3 min vs 62±4 min em BCP e NFD respectivamente, n=6 para cada preparação); as contraturas em resposta a adição exógena de KCl (20 mM) não foram afetadas significativamente depois da incubação com o veneno, bem como, a determinação da atividade de CK quando comparados com os valores controle (25,8±1,75 U/L vs 24,3±2,2 U/L) ou também com o registro da resposta contrátil em preparações curarizadas (n=6). O veneno apresentou um baixo valor de atividade fosfolipásica quando comparado com o veneno de Crotalus durissus terrificus em 37ºC. Nos testes de neutralização, os antivenenos específico e comercial foram eficientes, contra o efeito bloqueador neuromuscular induzido pelo veneno, quando usados na concentração recomendada pelo fabricante (1,5 mg de veneno para 1,0 mL de antiveneno). A análise histológica mostrou apenas uma discreta alteração mesmo quando usado em alta concentração (50 µg/mL - n=5; 3,5±0,8% em mamífero e 4,3±1,5% em ave vs 1,2±0,5% em mamífero e 1,1±0,7% em ave do controle, ambos p<0,05 em relação ao controle), corroborando com as características de outros venenos de Micrurus. A razão da potência do veneno vs sensibilidade de receptores colinérgicos presentes no sítio extra juncional da preparação do músculo biventer, foi demonstrada quando usado em baixa concentração (0,5 µg/mL) aboliu totalmente em 30 min a contratura induzida pela adição ACh exógena (110 µM). O conjunto dos resultados indica que o veneno de M. pyrrhocryptus causa bloqueio pós-sináptico envolvendo os receptores nicotínicos, como as ?- neurotoxinas, sem determinar alteração significativa na membrana da fibra muscular / Abstract: Micrurus pyrrhocryptus, originally known as a Micrurus frontalis subspecies, was recently classified as a species based on selected morphological features. It can be found in the South America. Only two studies are apparently available on its venom effects. Herein, pharmacological approaches were used to characterize the neurotoxic and myotoxic effects of M. pyrrhocryptus venom in chick biventer cervicis (BC, 0.5, 1, 5, 10 and 50 µg/mL, n=6 for each concentration) and mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (NFD, 1, 5, 10 and 50 µg/mL, n=6 for each concentration). In addition, studies on neutralization capacity of specific and commercial antivenom were performed. The venom induced an irreversible, time and concentrationdependent neuromuscular blockade (postsynaptic, as demonstrated by the high frequency twitch tension response - 50Hz, n=6 in NFD) in both preparations (10 µg/mL induced 50% neuromuscular blockade in 22±3 min vs 62±4 min in BC and NFD respectively, n=6 for each preparation); the contractures in response to exogenous KCl (20 mM) were not significant after venom incubation as well as the value of CK released when compared with control values (25.8±1.75 U/L vs 24.3±2.2 U/L) or also twitch tension record in curarized preparations (n=6). The venom showed a very low PLA2 activity when compared with c. d. terrificus venom at 37ºC. In neutralization test the specific and Brazilian commercial antielapidic serum were efficient when used in concentration recommended by the producer (1.5 of venom to 1.0 mL of antivenom). The histological analysis showed a mild myotoxic effect, even using high venom concentration (50 µg/mL - n=5, 3.5±0.8% in mammalian and 4.3±1.5% on avian vs 1.2±0.5% in mammalian and 1.1±0.7% in avian of control), corroborating characteristics of other Micrurus venoms). The ratio venom potency vs preparation sensitivity was shown when a concentration as low as 0.5 µg/mL totally abolished within only 30 min the contracture induced by the exogenously added ACh (110µM) to chick preparation. Altogether the results indicate that M. pyrrhocryptus venom has a postsynaptic blocking effect involving nicotinic receptors as does the ?-neurotoxins, and without any significant myotoxic effect / Mestrado / Mestre em Farmacologia

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T09:48:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_ValdemirAparecidode_D.pdf: 2741527 bytes, checksum: 8d40cb65f4500adbbbd0961f047f41b1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho, foi estudada a ação do veneno de Micrurus altirostris (cobra coral Uruguaiana) nas concentrações de 0,1; 0,5; 1; 5 e 10 µg/mL sobre a junção neuromuscular em preparações isoladas de ave (biventer cervicis de pintainho) e de mamífero (nervo frênico-diafragma de camundongo) e também a habilidade do antiveneno comercial produzido pelo Instituto Butantan e do anti-soro específico, produzido em coelhos em neutralizar a neurotoxicidade e a letalidade em pintainhos e camundongos (DL50 0,042 e 0,255 mg/kg), injetados i.m. e i.p., respectivamente, com misturas de veneno (5 DL50): antiveneno ou anti-soro específico (n=6), na razão de 1:1; 1:2,5; 1:5; 1:10 e 1:20. Somente a razão de 1:20 do veneno: antiveneno ou anti-soro neutralizou o bloqueio neuromuscular in vitro e protegeu pintainhos e camundongos contra 5 DL50 do veneno. O veneno causou um completo bloqueio neuromuscular em ambas as preparações, ligando-se aos receptores colinérgicos sub-sinápticos, de maneira irreversível. Inibiu as contraturas causadas por ação da acetilcolina e do carbacol, sem interferir nas respostas ao KCl. O bloqueio neuromuscular causado pelo veneno não apresentou qualquer alteração na ausência de íons Ca2+ ou com a diminuição da temperatura, tampouco foi revertido por ação da neostigmina. A resposta ao estímulo direto não foi afetada na vigência do bloqueio neuromuscular completo, indicando pela perfeita resposta muscular, que a membrana manteve-se íntegra, o que sugere a ausência de uma atividade miotóxica. Os resultados indicaram que o veneno de Micrurus altirostris interfere com a neurotransmissão pós-sináptica e que o antiveneno comercial, bem como o anti-soro específico, produzido em coelhos, possuem baixa eficácia em neutralizar a neurotoxicidade e a letalidade deste veneno. A neutralização da ação neurotóxica e também da letalidade do veneno foi obtida apenas quando a proporção de 1:20 (veneno:antiveneno) foi utilizada / Abstract: In this work, we studied the neuromuscular blockade caused by Micrurus altirostris venom (0.1-10 µg/mL) in indirect stimulated chick biventer cervicis and mouse phrenic nerve-diaphragm preparations and the ability of commercial antivenom (Instituto Butantan) and antiserum raised in rabbits to neutralize neurotoxicity and lethality in chicks and mice (LD50 0.042 and 0.255 mg/kg), injected i.m. and i.p., respectively, with venom (5 LD50):antivenom or antiserum mixtures (n=6) of 1:1, 1:2.5, 1:5, 1:10 and 1:20. The venom caused a complete and irreversible neuromuscular blockade in both preparations, binding in the subsynaptics colynergic receptors; inhibited the acetylcholine and carbachol contractures, without interfering on KCl response. The neuromuscular blockade was not Ca2+ or temperature-dependent and did not affect the response to direct stimulation. Only a venom:antivenom or antiserum ratio of 1:20 neutralized the neuromuscular blockade in vitro and protected chicks and mice against 5 LD50 of venom. Our results indicated that Micrurus altirostris venom interferes with postsynaptic neurotransmission and that commercial antivenom and rabbit antiserum have low efficacy in neutralizing the neurotoxicity and lethality of this venom / Doutorado / Doutor em Farmacologia

Orientador: Flavio Ailton Duque Zambrone / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_MarciaMariaReisVieira_M.pdf: 2283119 bytes, checksum: b53803c737ba4b24f8ee8fab9274456a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A ocorrência de neurotoxicidade crônica secundária à exposição em longo prazo a níveis baixos de agrotóxicos é ainda controversa. O presente estudo teve por objetivo analisar a relação da exposição ao longo prazo aos agrotóxicos e a ocorrência de efeitos neurotóxicos crônicos. Consiste em uma revisão crítica e sistemática da literatura, de estudos epidemiológicos publicados entre 1996 e 2006, que abordaram a ocorrência de neurotoxicidade crônica em humanos, secundária à exposição a baixas doses de agrotóxicos. A revisão da literatura identificou estudos descritivos de prevalência, estudos de coorte, estudos de caso-controle e ecológicos que investigaram a relação entre neuropatologias crônicas adquiridas e a exposição aos pesticidas. Foram incluídos sessenta e três estudos nesta revisão (quarenta e seis estudos caso-controle, sete estudos seccionais e nove estudos de coorte). Somente um estudo ecológico foi identificado. Vinte e dois dos estudos caso-controle se relacionaram à doença de Parkinson ou parkinsonismo e vinte e quatro abordaram outras alterações neurológicas. Uma grande parte dos estudos documentou exposição humana a uma mistura de agrotóxicos Os organofosforados formam os mais estudados, seguidos dos carbamatos. A grande maioria dos estudos utilizou métodos indiretos para a avaliação da exposição (85%). Poucos estudos levaram em consideração a história de intoxicação aguda prévia. A maioria dos estudos mostrou uma associação positiva entre a exposição aos agrotóxicos e a ocorrência de doenças neurológicas, no entanto muitas destas associações são limitadas, fracas ou não estatisticamente significantes. Diversos efeitos neurológicos eram de detecção subjetiva e de difícil confirmação diagnóstica. Esta revisão constatou que alguns efeitos neurotóxicos crônicos podem estar associados à exposição de longo prazo, aos agrotóxicos, embora nenhuma associação com substâncias específicas pode ser detectada. Muitos dos resultados dos estudos apresentaram uma relação fraca; inconsistente; ou estatisticamente insignificante. Os estudos epidemiológicos que estão por vir devem tentar sanar os vieses encontrados nos estudos desta revisão, em especial devem proceder a uma avaliação da exposição mais cuidadosa. Um programa de pesquisa é necessário para um maior esclarecimento do risco representado por exposição em longo prazo e às baixas doses destas substâncias / Abstract: The occurrence of secondary chronic neurotoxicity to the exposition in long stated period to low levels of pesticideds is still controversial. The present study it had for objective to analyze the relation of the exposition in long stated period to the pesticides and the occurrence of chronic neurotoxic effect. It consists of a critical and systematic review of literature, in epidemiologists studies published between 1996 and 2006, that they had approached the occurrence of chronic neurotoxicity in human beings, secondary to the exposition the low doses of pesticides. The review of literature identified descriptive studies of prevalence, ecological studies, coorte studies and case-control studies that had investigated the relation between acquired chronic neuropathologies and the exposition to pesticides. They had been enclosed sixty and three studies in this revision (forty and six case-control studies, seven sectional studies and nine coorte studies). Only one ecological study it was identified. Twenty and two of the case-control studies had related to the Parkinson illness or parkinsonism and twenty and four had approached other neurologic alterations. A great part of the studies registered exposition human being to a mixture of pesticides. The organophosphates ones forms the most studied, followed of the carbamates. The great majority of the studies used indirect methods for the evaluation of the exposition (85%). Few studies had taken in consideration the history of previous acute poisoning. The majority of the studies showed a positive association between the exposition to the pesticides and the occurrence of neurological illnesses, however many of these associations are limited, weak or not statistically significant. Diverse neurological effect were of subjective detection and with difficult diagnostic confirmation. This review evidenced that some chronic neurotoxic effects can be associate to the long stated period exposition to the pesticides, even so no association with specific substances can be detected. Many of the results of the studies had presented a weak relation, inconsistent, or statistically insignificant. The epidemiologists studies who are for coming must try to cure the bias found in the studies of this revision, in special must proceed to a most careful evaluation of the exposition. A research program is necessary for a bigger clarification of the risk represented for exposition in long stated period and to the low doses of these substances / Mestrado / Epidemiologia / Mestre em Saude Coletiva

Orientador: Maria Alice da Cruz Hofling / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T14:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_Thalita_D.pdf: 12491560 bytes, checksum: ab548083ce9ee87e876b9cd018db9d32 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Venenos e toxinas de animais peçonhentos são importantes ferramentas farmacológicas para o estudo de fenômenos biológicos. Os venenos produzidos por insetos sociais da ordem Hymenoptera têm chamado a atenção de bioquímicos, imunologistas, farmacologistas e neurologistas, tanto do ponto de vista clínico como biotecnológico. Neste trabalho o mastoparano (MP) Polybia-MPII (INWLKLGKMVIDAL-NH2), do veneno da vespa Polybia paulista, serviu de ferramenta para avaliar se o peptídeo tem ação miotóxica e neurotóxica, bem como determinar a natureza dessa ação em biomembranas. A ação miotóxica foi avaliada pela análise morfológica ao microscópio de luz e eletrônico e morfometria durante as fases degenerativa (3 e 24 horas) e regenerativa (3, 7 e 21 dias) após a injeção intramuscular de 0,25 mg/ml do peptídeo. Com o objetivo de identificar os eventos celulares e moleculares que acompanham essas alterações nos diferentes períodos analisados, foi avaliada a expressão das citocinas pró-inflamatórias, o fator de necrose tumoral (TNF-a) e o interferon gama (IFN-g). Em geral, na avaliação da ação local de venenos e toxinas, tem sido dado ênfase à capacidade de induzir mionecrose e tem-se negligenciado a capacidade de induzir apoptose por parte dessas substâncias. No presente trabalho, através da técnica de TUNEL e da imunomarcação de caspases 3 e 9, foi analisado a capacidade do Polybia-MPII em promover morte celular programada por apoptose no músculo tibial anterior. A ação neurotóxica do Polybia-MPII foi avaliada por microscopia confocal e microscopia eletrônica de transmissão e consistiu em investigar a organização da inervação dos terminais em secções longitudinais através da marcação com alfa-bungarotoxina conjugada com tetrametilrodamina (TRITC-aBTX) ou com isotiocianato de fluoresceína (FITC-aBTX), e contra-imunomarcados com sinaptofisina (marcador específico para vesículas sinápticas) e neurofilamentos, e pela contagem de vesículas sinápticas nos terminais colinérgicos. Os resultados mostraram pela primeira vez que o mastoparano de P. paulista é um potente indutor de mionecrose e apoptose. A atividade miotóxica do peptídeo mostrou iniciar-se pela lise do sarcolema seguida por diferentes estados patológicos comprometendo a organização miofibrilar, seguida pela lise das miofibras e das miofibrilas, com preservação da lâmina basal. A indução de apoptose pelo peptídeo foi demonstrada morfologicamente pela técnica de TUNEL, presença de caspase 3 e 9 e pela severa alteração mitocondrial e alteração da cromatina dos núcleos observadas por microscopia eletrônica, as quais coincidiram com expressão aumentada de IFN-g e TNF-a, esta uma citocina que medeia a ativação de uma das via das caspases que leva à morte celular programada por apoptose. Com relação à atividade neurotóxica, os resultados mostraram que o Polybia-MPII possui ação pré-sináptica, devido à significativa diminuição no conteúdo de vesículas sinápticas nos terminais pré-sinápticos, corroborando com dados do nosso grupo que evidenciaram através de estudos eletrofisiológicos a mesma ação neurotóxica pré-sináptica causada pelo veneno bruto de P. paulista. Esses efeitos foram variáveis ao longo dos diferentes períodos analisados, mostrando que as alterações eram transitórias e que os fenômenos regenerativos permitiam o restabelecimento da morfologia original. Os estudos biofísicos feitos em membranas artificiais mostraram que o Polybia-MPII interage com a bicamada lipídica da membrana, provavelmente utilizando o triptofano como ancoragem através de um mecanismo conhecido como ¿carpet¿, desestabilizando o equilíbrio iônico e promovendo a ruptura da membrana. Os estudos biofísicos mostraram-se consistentes com as observações morfológicas ao microscópio de luz e eletrônico. Os dados permitem concluir que o mastoparano Polybia-MPII é um potente indutor de mionecrose em músculo esquelético e sua atividade neurotóxica periférica pode ser qualificada como moderada e pré-sináptica; além de induzir apoptose em fibra muscular, cujo significado precisa ser investigado. A reversibilidade dos efeitos causados pelo mastoparano está de acordo com os dados clínicos observados em acidentes com ferroadas de P. paulista em indivíduos não alérgicos, os quais se caracterizam na maioria por serem de pouca gravidade, curta duração e auto-limitantes / Abstract: Venoms and toxins of poisonous animals are important pharmacological tools to study biological phenomena. The venom of social insects as those produced by Hymenoptera get attention from biochemistries, immunologists, biologists, pharmacologists and neurologists, as in a clinic view as biotechnologically. In this study the mastoparan (MP) Polybia-MPII, (INWLKLGKMVIDAL-NH2) from Polybia paulista wasp venom, was used as a tool to analyze if the peptide has myotoxic and neurotoxic effects, as well to determine its action on biomembranes. The myotoxicity of the mastoparan was evaluated during the degenerative phase (3 and 24 hours) and regenerative phase (3, 7 and 21 days) after the intramuscular injection of 0.25 mg/ml of the peptide using light microscopy, transmission electron microscopy and morphometry. With the purpose of determining the cellular and molecular events accompanying the alterations caused by P. paulista wasp mastoparan in these time-points the expression of proinflammatory cytokines, such as the tumor necrosis factor alpha (TNF-a) and interferon gamma (IFN-g) were evaluated. In general, studies on the local effects of venom and toxins have focused on their myotoxic potential, whereas the potential to induce apoptosis has been neglected. In this work, the ability of Polybia-MPII in inducing cell death by apoptosis on the tibial anterior muscle was assessed by TUNEL technique and immunohistochemistry for caspase 3 and caspase 9. The neurotoxic action of Polybia-MPII was evaluated by examining the organization of terminals innervation in longitudinal sections labelled with tetramethylrhodamineconjugated- or isothiocyanate fluorescein-conjugated-alpha-bungarotoxin (TRITC or FITC a-BTX receptor, respectively) and counter labelled with a combination of antisynaptophysin (a specific marker to synaptic vesicles) and anti-neurofilament protein using confocal microscopy and transmission electron microscopy, and by counting the synaptic vesicle within the cholinergic terminals. The results showed for the first time that the Polybia-MPII is a potent inducer of myonecrosis and apoptosis. The myotoxic action of the peptide initiated with the lyses of the sarcolemma followed by the development of different pathologic stages affecting myofibrillar organization, and eventually myofibrils and myofibre lyses, but maintaining unaffected the basal lamina. The ability of the peptide to induce apoptosis was demonstrated by TUNEL technique, immunolabelling of caspase 3 and 9, severe mitochondrial damage and alteration of the structure of nuclei chromatin seen by electron microscopy. Such effects were positively correlated with increased IFN-g and TNF-a expression, being the last one a cytokine which mediates the caspase pathway leading to programmed cell death by apoptosis. Concerning Polybia-MPII neurotoxicity, the results showed a pre-synaptic action of the peptide which was inferred by a decrease in synaptic vesicles content of pre-synaptic terminals, in agreement with electrophysiological studies done by our group with the P. paulista crude venom. These alterations varied along the time intervals analyzed, evidencing that the alterations were transitory and the regenerative phenomena allow to morphological reestablishment. The biophysical studies performed on artificial membranes, showed that the peptide interacted with the lipid bilayer probably anchored by tryptophan and by a mechanism known as carpet. As a result, the ionic balance is impaired inducing membrane leakage. The biophysical data were consistent with the morphological observations by light and electron microscopy. Data allow concluding that Polybia-MPII mastoparan is a mighty inducer of myonecrosis whereas the peripheral neurotoxicity could be considered as moderate and pres-synaptic. Besides, the peptide has an apoptotic-inducing potential on skeletal muscle fibre, the meaning of which deserves further investigation. The reversibility of the mastoparan effects is in accordance with clinical data in non-allergic patients stung by P. paulista, whose outcome is considered of mild, short-lived and self-limiting in severity / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: Lea Rodrigues Simioni,Yoko Oshima Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-07T13:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_LilianGobbodeFreitas_M.pdf: 986839 bytes, checksum: 048ec75c1469d547de311f325aab2cc3 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Manganês, um bloqueador neuromuscular com atividades pré e pós-sinápticas, foi utilizado neste trabalho com o objetivo de estudar a neurotoxicidade e miotoxicidade induzida pelos venenos das serpentes Crotalus durissus terrificus (Cdt) e Bothrops jararacussu (Bjssu) em preparações biventer cervicis de pintainho (BCp). O pré-tratamento das preparações com Mn2+ (0,66 e 1,6 mM) não impediu o bloqueio neuromuscular induzido pelo veneno de Cdt, reduziu parcialmente a resposta contraturante à adição exógena de ACh, mas não à de KCl. Embora o bloqueio neuromuscular induzido pelo veneno de Bjssu seja irreversível, o pré-tratamento com ambas as concentrações de Mn2+ (0,66 e 1,6 mM) tornou o bloqueio parcialmente reversível após a lavagem das preparações com solução de Krebs, e somente nas preparações pré-tratadas com 1,6 mM Mn2+ houve redução do bloqueio da resposta contraturante à adição exógena de ACh (p<0,05). Os tipos de miotoxicidade induzidos pelos venenos de Cdt e Bjssu interferiram diferentemente na resposta contrátil. Em preparações pré-tratadas com Mn2+ (1,6 mM) houve redução parcial da porcentagem de dano muscular e da atividade miotóxica (CC, U/L) induzida por ambos os venenos. Os resultados desta pesquisa indicam que: Mn2+ interfere na contratura induzida pela ACh nos receptores nicotínicos; Mn2+ não evitou a neurotoxicidade do veneno de Cdt, mas reduziu parcialmente sua miotoxicidade in vitro, por sua ação estabilizante da membrana muscular; Mn2+ reduziu parcialmente a miotoxicidade e o bloqueio neuromuscular induzido pelo veneno de Bjssu. A dupla ação do Mn2+, pré- e pós-sináptica, é considerada útil para o estudo dos venenos de serpentes, uma vez que a maioria desses venenos apresenta também estas ações. Além disso, com a utilização deste cátion foi possível resgatar a coerência entre a interpretação dos resultados experimentais e clínicos / Abstract: In this study, we examined the effects of Mn2+, a neuromuscular blocker with pre and postsynaptic actions, on the neurotoxicity and myotoxicity induced by Crotalus durissus terrificus and Bothrops jararacussu venoms in chick biventer cervicis preparations. Pretreating the preparations with Mn2+ (0.66 or 1.6 mM) did not affect the blockade induced by C. d. terrificus venom or KCl-induced contractures, but partially reduced ACh-induced contractures. On the other hand, both concentrations of Mn2+ partially prevented the blockade induced by B. jararacussu venom (seen after washing the preparations with Krebs solution), whereas only 1.6 mM Mn2+ significantly restored ACh-induced contractures. Pretreatment with Mn2+ (1.6 mM) partially prevented the muscle damage and the release of creatine kinase induced by both venoms. These results show that Mn2+ did not prevent the neurotoxicity of Cdt venom, but partially reduced its myotoxicity, whereas this metal partially attenuated the myotoxicity and neuromuscular blockade caused by B. jararacussu venom. The pre- and postsynaptic actions of Mn2+ may be useful for studying snake venoms that show one or both of these activities / Mestrado / Mestre em Farmacologia

Tem sido demonstrado o envolvimento do glutamato, através de diferentes receptores, nos mecanismos excitotóxicos que levam à morte neuronal na maioria das doenças neurodegenerativas do Sistema Nervoso Central (SNC). Adicionalmente, a Parawixina 10 (Pwx 10) tem sido demonstrada possuir efeito neuroprotetor em modelos de lesão atuando sobre o transporte de glutamato. Os objetivos gerais deste trabalho foram: i) estudar, em um curso temporal (24h, 1, 2 e 4 semanas), as alterações na expressão dos receptores AMPA no hipocampo de ratos induzidas pela injeção local de NMDA e ii) estudar o efeito neuroprotetor da Pwx 10 neste modelo. Foram utilizados ratos Wistar machos, submetidos à cirurgia estereotáxica para a microinjeção de salina ou NMDA no hipocampo dorsal. Alguns grupos de animais foram tratados com Pwx 10 a partir de 1h ou 24h após NMDA. O teste comportamental no labirinto aquático de Morris (LAM) e a coloração de Nissl foram realizados para verificar a extensão e eficácia da lesão por NMDA e o efeito neuroprotetor da Pwx 10. A expressão dos receptores foi estudada através do método de imunoistoquímica. Foram também realizados experimentos de imunofluorescência para GFAP e NeuN para avaliação da gliose e presença de neurônios na área lesada. Foi observado comprometimento das funções de aprendizado e memória no LAM, além de intensa perda de células neuronais e proliferação glial na região do CA1 que recebeu o NMDA, comprovando a eficiência da lesão pelo agonista. Observamos um curso temporal de diferentes alterações na expressão das subunidades GluR1 e GluR2 dos receptors AMPA no hipocampo, que podem ser relacionadas ao complexo mecanismo que ocorre em resposta à microinjeção de NMDA resultando em uma lesão local e na ativação da plasticidade neuronal. O tratamento com Pwx 10 apresentou efeito neuroprotetor, sendo este mais pronunciado quando a toxina foi administrada a partir de 1h após o agonista. / It has been shown the involvement of glutamate, through different receptors, on the excitotoxic mechanisms which result on the neuronal death reported in most neurodegenerative disorders of the CNS. In addition, Parawixina 10 (Pwx 10) has been demonstrated to act as neuroprotective in models of injury regulating the glutamatergic neurotransmission through glutamate transporters. The aims of this work were: i) to study, in a time course (24h, 1, 2 and 4 weeks), the changes on the expression of AMPA receptors in rat hippocampus induced by NMDA intrahippocampal injection, and ii) to study the neuroprotective effect of Pwx 10 in this moldel. Male Wistar rats has been used, submitted to stereotaxic surgery for saline or NMDA microinjection into dorsal hippocampus. Some groups of animals were treated with Pwx 10 from 1h or 24h after NMDA. The behavioral test on Morris water maze (MWM) and the Nissl staining were performed for evaluating the extension and efficacy of the NMDA injury and the neuroprotective effect of the Pwx 10 . The expression of the receptors was analyzed by immunohistochemistry. The expression of GFAP and NeuN on the lesioned area has also been investigated by immunofluorescency. It was observed the impaiment of learning and memory functions in the MWM, and intense loss of neuronal cells and glial proliferation in CA1 that received the NMDA, confirming the efficiency of the injury by the agonist. We observed a time course of distinct changes on the expression of GluR1 and GluR2 subunits of AMPA receptors in hippocampus, which may be related to the complex mechanism triggered in response to NMDA injection resulting in a local injury and on the activation of neuronal plasticity. The treatment with Pwx 10 showed neuroprotective effect, being most pronounced when the toxin was administrated from 1h after NMDA.

Tem sido demonstrado o envolvimento do glutamato, através de diferentes receptores, nos mecanismos excitotóxicos que levam à morte neuronal na maioria das doenças neurodegenerativas do Sistema Nervoso Central (SNC). Adicionalmente, a Parawixina 10 (Pwx 10) tem sido demonstrada possuir efeito neuroprotetor em modelos de lesão atuando sobre o transporte de glutamato. Os objetivos gerais deste trabalho foram: i) estudar, em um curso temporal (24h, 1, 2 e 4 semanas), as alterações na expressão dos receptores AMPA no hipocampo de ratos induzidas pela injeção local de NMDA e ii) estudar o efeito neuroprotetor da Pwx 10 neste modelo. Foram utilizados ratos Wistar machos, submetidos à cirurgia estereotáxica para a microinjeção de salina ou NMDA no hipocampo dorsal. Alguns grupos de animais foram tratados com Pwx 10 a partir de 1h ou 24h após NMDA. O teste comportamental no labirinto aquático de Morris (LAM) e a coloração de Nissl foram realizados para verificar a extensão e eficácia da lesão por NMDA e o efeito neuroprotetor da Pwx 10. A expressão dos receptores foi estudada através do método de imunoistoquímica. Foram também realizados experimentos de imunofluorescência para GFAP e NeuN para avaliação da gliose e presença de neurônios na área lesada. Foi observado comprometimento das funções de aprendizado e memória no LAM, além de intensa perda de células neuronais e proliferação glial na região do CA1 que recebeu o NMDA, comprovando a eficiência da lesão pelo agonista. Observamos um curso temporal de diferentes alterações na expressão das subunidades GluR1 e GluR2 dos receptors AMPA no hipocampo, que podem ser relacionadas ao complexo mecanismo que ocorre em resposta à microinjeção de NMDA resultando em uma lesão local e na ativação da plasticidade neuronal. O tratamento com Pwx 10 apresentou efeito neuroprotetor, sendo este mais pronunciado quando a toxina foi administrada a partir de 1h após o agonista. / It has been shown the involvement of glutamate, through different receptors, on the excitotoxic mechanisms which result on the neuronal death reported in most neurodegenerative disorders of the CNS. In addition, Parawixina 10 (Pwx 10) has been demonstrated to act as neuroprotective in models of injury regulating the glutamatergic neurotransmission through glutamate transporters. The aims of this work were: i) to study, in a time course (24h, 1, 2 and 4 weeks), the changes on the expression of AMPA receptors in rat hippocampus induced by NMDA intrahippocampal injection, and ii) to study the neuroprotective effect of Pwx 10 in this moldel. Male Wistar rats has been used, submitted to stereotaxic surgery for saline or NMDA microinjection into dorsal hippocampus. Some groups of animals were treated with Pwx 10 from 1h or 24h after NMDA. The behavioral test on Morris water maze (MWM) and the Nissl staining were performed for evaluating the extension and efficacy of the NMDA injury and the neuroprotective effect of the Pwx 10 . The expression of the receptors was analyzed by immunohistochemistry. The expression of GFAP and NeuN on the lesioned area has also been investigated by immunofluorescency. It was observed the impaiment of learning and memory functions in the MWM, and intense loss of neuronal cells and glial proliferation in CA1 that received the NMDA, confirming the efficiency of the injury by the agonist. We observed a time course of distinct changes on the expression of GluR1 and GluR2 subunits of AMPA receptors in hippocampus, which may be related to the complex mechanism triggered in response to NMDA injection resulting in a local injury and on the activation of neuronal plasticity. The treatment with Pwx 10 showed neuroprotective effect, being most pronounced when the toxin was administrated from 1h after NMDA.

A peçonha de anêmonas do mar é uma fonte conhecida de compostos bioativos, incluindo peptídeos, que atuam em canais voltagem-dependentes. Foram descritos 4 tipos de neurotoxinas de anêmonas do mar, que atuam em canais NaV e 4 tipos que atuam em canais KV. Essas toxinas têm permitido discriminar subtipos de canais voltagem-dependentes, estreitamente relacionados, e constituem poderosas ferramentas para estudar o funcionamento e estrutura desses canais. Neste estudo, foram isolados e caracterizados três peptídeos da fração neurotóxica da anêmona do mar Anthopleura cascaia. Esses peptídeos foram nomeados como AcaIII1425, AcaIII2970 e AcaIII3090, onde Aca faz referência a espécie e os números seguem os resultados obtidos nas etapas de purificação. A peçonha foi extraída por meio de estímulos elétricos e purificada por gel-filtração (Sephadex G-50) e fase reversa por HPLC (C-18). As massas moleculares foram obtidas por meio de MALDI-TOF, apresentando 3337,4 Da para a AcaIII1425, 4881,7 Da para a AcaIII2970 e 4880,5 Da para AcaIII3090. Através da técnica de voltage-clamp, esses peptídeos foram testados em diferentes subtipos de canais NaV e KV expressados em ovócito de Xenopus. As toxinas AcaIII2970 e AcaIII3090 retardam, de maneira seletiva, a inativação rápida dos subtipos rNaV1.3, mNaV1.6 e hNaV1.5, enquanto que as outras isoformas testadas permaneceram inalteradas. É importantemente salientar que, a AcaIII2970 e AcaIII3090 também foram examinadas no canal de inseto DmNaV1, revelando uma clara \"filo-seletividade\" na eficácia da atividade das toxinas. A AcaIII2970 e AcaIII3090 inibem fortemente a inativação do canal NaV de inseto, resultando em um aumento na amplitude do pico da corrente e removendo completamente a inativação rápida. Para quantificarmos essa \"filo-seletividade\", foram construídas curvas da dependência da concentração no retardo da inativação induzida pelas toxinas AcaIII2970 e AcaIII3090 nos canais em que apresentaram maior eficácia. Os IC50 foram obtidos após a plotagem dos dados em uma curva sigmoidal. Para a AcaIII2970, os seguintes valores de IC50 foram obtidos: DmNaV1 = 162,19 ± 11,22 nM, mNaV1.6 = 645,92 ± 18,52 nM, rNaV1.3 = 572,56 ± 44,96 nM. Para a AcaIII3090, os seguintes valores de IC50 foram obtidos: DmNaV1 = 99,03 ± 9,25 nM, mNaV1.6 = 158,30 ± 33,86 nM, rNaV1.3 = 371,60 ± 6,48 nM. A AcaIII1425 atua, bloqueando, de modo seletivo os subtipos rKV1.1, rKV1.6 e rKV4.3, enquanto que as outras isoformas testadas permaneceram inalteradas. Devido à maior especificidade da toxina AcaIII1425 pelos subtipos rKV1.1 e rKV1.6, foram realizados ensaios de bloqueio da corrente do canal em função da concentração da toxina (curva dose-resposta). Os valores de IC50 para os subtipos rKV1.1 e rKV1.6 são de 7642,98 ±1601,65 nM e 241,65 ±4,27 nM, respectivamente. Desta forma, a AcaIII1425 é cerca de 32 vezes mais potente em canais do subtipo rKV1.6 do que em relação aos canais do subtipo rKV1.1. A estrutura primária das toxinas foram determinadas por degradação de Edman. A sequência parcial da AcaIII2970 e AcaIII3090 revelou que estas são similares a toxinas de canal de sódio do tipo1 de anêmonas do mar. A sequência completa da AcaIII1425 não apresenta similaridade com toxinas de anêmonas do mar, mas é similar a toxinas de Conus e aranha que possuem um motivo estrutural conhecido como ICK. Dessa forma, propomos que a AcaIII1425 seja um novo grupo de toxinas de anêmonas do mar que bloqueiam KV. Dado o ineditismo da toxina AcaIII1425, foram feitos experimentos in silico para obtermos um maior refinamento do mecanismo de interação entre a toxina e o canal rKV1.6. Estes experimentos indicaram que diferentes regiões dos canais KV são importantes para a seletividade e potência da toxina, corroborando com as propostas que vem sendo descritas / The venom of sea anemones is a known source of bioactive compounds, including peptides that act on voltage-gated ion channels. Four types of neurotoxins from sea anemones, acting on NaV channels, and four types acting on KV channels, have been reported. These toxins have developed the ability to discriminate closely related subtypes of voltage-gated channels, making them powerful tools to studying the function and structure of these channels. In this study, we isolated and characterized three peptides of the neurotoxic fraction from the venom of the sea anemone Anthopleura cascaia. These peptides were named as AcaIII1425, and AcaIII2970 AcaIII3090, where Aca refers to the species and the following numbers refer to results obtained in the purification steps. The venom was milked by electric shock and purified by molecular exclusion (Sephadex G-50) and reverse phase HPLC (C-18). Their molecular weights are 3337.4 Da to AcaIII1425, 4881.7 Da to AcaIII2970 and 4880.5 Da to AcaIII3090, obtained through a MALDI-TOF. Using the voltage-clamp technique, we have assayed the effects of these peptides on different subtypes of NaV and KV channels expressed in Xenopus oocytes. AcaIII2970 and AcaIII3090 toxins selectively slow down the fast inactivation of rNaV1.3, mNaV1.6 and hNaV1.5 subtypes, while the other mammalian isoforms remained unaffected. Importantly, AcaIII2970 and AcaIII3090 were also examined in insect DmNaV1 channel, revealing a clear phyla-selectivity with regards to the efficacy of the toxin. AcaIII2970 and AcaIII3090 strongly inhibit the inactivation of the insect NaV channel, resulting in an increase in the amplitude of the peak current, and complete removal of the fast and steady-state inactivation. In order to quantify this \"phyla-selectivity\", curves of the concentration dependence of the delayed inactivation induced by AcaIII2970 and AcaIII3090 toxins channels with higher efficacy, were built. After plotting the data on a sigmoidal curve the IC50 values were obtained. For AcaIII2970, the following IC50 values were obtained: DmNaV1 = 162.19 ± 11.22 nM, mNaV1.6 = 645.92 ± 18.52 nM and rNaV1.3 = 572.56 ± 44.96 nM. For AcaIII3090, the following IC50 values were obtained: DmNaV1 = 99.03 ± 9.25 nM, mNaV1.6 = 158.30 ± 33.86 nM and rNaV1.3 = 371.60 ± 6.48 nM. AcaIII1425 acts, selectively, blocking rKV1.1, rKV1.6 and rKV4.3 subtypes, while the others isoforms tested remained unaltered. Due the higher specificity of AcaIII1425 to rKV1.1 and rKV1.6 subtypes, assays were performed to evaluate the blocking channel current versus toxin concentration (dose-response curve). IC50 values for the subtypes rKV1.6 and rKV1.1 are 7642.98 ± 1601.65 nM and 241.65 ± 4.27 nM, respectively. Thus, AcaIII1425 is about 32 times more potent in the rKV1.6 than in the rKV1.1 channel. The primary structure of the toxins was determined by the Edman degradation. The partial sequence of AcaIII2970 and AcaIII3090 revealed that these toxins are similar to the type 1 sodium channel sea anemones neurotoxins. The complete sequence of AcaIII1425 has no similarity with other sea anemone toxins, but is similar to the Conus and spider neurotoxins which have a structural motif known as ICK. Thus, we propose that AcaIII1425 comprises a new group of sea anemones toxins that block KV channels. Given the unprecedented nature of the toxin AcaIII1425, in silico assays were carried out in order to further refining the proposed mechanism underlying the interaction between the toxin and the rKV1.6 channel. The results indicate that, in agreement to what has been proposed elsewhere, different regions of the KV channels are important for the toxin selectivity and potency

The numerous toxic peptides, called conotoxins (Olivera et al 1990, 1991), that marine cone snails produce and use for capturing prey, deterring predators and presumably for other biotic interactions, are known to target several classes of mammalian voltage and ligand gated receptors with excellent specificity and good receptor-subtype discrimination (Terlau and Olivera 2004). This fine specificity has placed upon the conotoxins a great deal of scientific and medical interest, and cone snail venom is currently considered a vast natural resource of peptides that have the potential of eventually benefiting the prognosis of many human afflictions, either directly as therapeutics or indirectly as research tools. In this regard, the characterization of conotoxins and the identification of the specific receptors they target remains an actively pursued area of study in several countries. There has been an active effort to characterize peptides from Indian populations of cone snails that has resulted in several reports describing novel peptides from them. This thesis is part of these ongoing efforts and largely relates to the isolation and identification of cDNA sequences of precursor conotoxins from cone snails prospected in India. One final section of the thesis is concerned with the assessment of secondary structure predictions of conotoxin genes and discusses how such formations may determine the regions where variations and conservations are taking place among the conotoxins. Structure and Outline of the thesis Chapter 1 is an overview of the cone snails and the conotoxins that they produce. There is some emphasis on the variability and diversity that are found among conotoxins since these are some of the aspects that are discussed in subsequent chapters. Chapter 2 describes the identification of new cDNA sequences isolated from the relatively rare Indian population of the piscivorous cone snail, Conus achatinus. This species was chosen for the study since it is one of the few piscivorous cone species that have been reported from the coastlines of India. However, the limited availability of specimens belonging to this species precluded a direct study of individual venom peptides from it. To overcome this bottleneck of specimen availability, a molecular biological route to obtain cDNA sequences of superfamily specific conotoxins was considered. The steps of PCR mediated amplification and cloning that are incorporated within the procedures of preparing cDNA for sequencing, to some extent overcome the limitations of large sample requirements and in this respect have been used to investigate conotoxin sequences from this species. Using the cDNA route and comparative sequence analysis, it has been possible to identify 5 novel O-superfamily conotoxin sequences from C.achatinus. The precursor sequences have been classified as delta, omega and omega-like conotoxins that potentially target voltage gated sodium and calcium channels. A parallel study trying to detect the specific cDNA related conotoxins using mass spectrometry (MALDI-MS) as a screening tool is also discussed. In this search it has been possible to detect 3 of the 5 cDNA related peptides using small amounts of unpurified venom. The cDNA and mass spectrometric results show that precursor sequences of conotoxins from a relatively rare population of Conus species can be successfully identified and the existence of the peptides that they specify verified through the combined approach of obtaining cDNA sequences and MALDI-MS screening of total unpurified venom. Chapter 3 similarly relates to the isolation of cDNA sequences from a single specimen of the vermivorous cone snail, Conus monile. Three precursor sequences, Mo3.1, Mo15.1 and Mo16.1, of M-superfamily conotoxins have been isolated from this species out of which two precursors (Mo15.1 and Mo16.1) show unexpected cysteine distribution patterns within their putative mature toxin regions. In addition, several other features of these precursors do not fit into the description of known M-superfamily conotoxins. The sequence analyses and the deviations that have been noted among these sequences are described. Chapter 4 describes the efforts that have gone in towards detecting one of these deviant conotoxins (Mo16.1) in the venom of Conus monile using MALD-MS as a means for screening the venom. A peptide having the Mo16.1 predicted mass (1512 Da) has been detected as a minor component of the venom. The chapter describes additional mass-spectrometric experiments that strongly support the assignment of this detected peak being the specific Mo16.1 peptide. A speculative discussion on the role of minor peptide deviants such as the Mo16.1 peptide concludes the chapter. Chapter 5 is concerned with the assessment of secondary structure predictions of conotoxin genes and discusses how such formations may determine the regions where variations and conservations are taking place among the conotoxins. The comparative analysis of DNA sequences corresponding to the variable mature conotoxins reveal that it is possible to differentiate mature conotoxin sequences into variable and conserved regions. Using the prediction program mFold (Markham and Zuker 2005) it has been noted that regions of the DNA encompassing the conserved codons (including the highly conserved cysteine codons) correspond to predicted secondary structures of higher stabilities. In contrast the regions of the conotoxin that have a higher degree of variation correlate to regions of lower stability. These correlations have been observed quite consistently across several classes of conotoxins that show different patterns of variability and conservation in their sequence and representing different categories of conotoxins i.e intra species, inter species, and hyperconserved conotoxins. The observation on these co-relations allows for a simple model of inaccessibility of a mutator to these relatively structured regions of the conotoxin gene (including the cysteine codons) allowing them a relative degree of resistance towards change. Chapter 6 summarizes the findings of the thesis, briefly recapitulating the discussion of the individual chapters from a broader perspective.