A Doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa progressiva que causa comprometimento cognitivo em idosos. O diagnóstico clínico da DA é complexo. Existe uma grande necessidade de técnicas capazes de detectar a doença nos estágios iniciais, tanto para auxiliar o diagnóstico quanto para monitorar a efetividade dos tratamentos disponíveis. As alterações bioquímicas da DA são resultado de processos celulares como o metabolismo da proteína precursora do amilóide (APP), fosforilação da tau, stress oxidativo, inflamação e desregulação lipídica. Até o momento não existem marcadores bioquímicos para auxiliar o diagnóstico da DA. Este trabalho avaliou três possíveis candidatos a marcadores bioquímicos para a DA. Foram investigados a razão da APP (rAPP) de 130/110 kDa, fluidez de membrana e atividade da fosfolipase A2 em plaquetas de pacientes com DA e Comprometimento Cognitivo Leve (CCL), comparando-se seus resultados com controles idosos saudáveis. A fluidez das membranas das plaquetas foi avaliada por meio da anisotropia com a sonda fluorescente DPH (Difenilhexatrieno); a comparação das razões da APP foi realizada por Western Blotting empregando o anticorpo 22C11 e a da atividade da PLA2 foi determinada por ensaio radioenzimático com substratos e concentrações de cálcio específicas para cada um dos três principais grupos da enzima. A rAPP, as atividades da sPLA2 e iPLA2 estavam significantemente reduzidas na DA quando comparadas com controles, enquanto que a cPLA2 e a fluidez de membrana não apresentaram diferenças entre os grupos. A rAPP e a iPLA2 também apresentaram diferenças significativas entre CCL e DA, além de estarem correlacionadas com os parâmetros cognitivos MEEM e CAMCOG. A rAPP também estava correlacionada com a anistropia do DPH. / Alzheimer disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder that causes cognitive impairment in the elderly. The clinical diagnosis of AD is complex. Thus, there is a great need for sensitive techniques to detect neurodegeneration in the early stages to asset in the diagnosis and to follow the effectiveness of therapy. The biochemical alterations in the AD brain result from cellular processes such as amyloid precursor protein (APP) metabolism, tau phosphorylation, oxidative stress, inflammation and lipid dysregulation. So far there are no biochemical markers to help the AD diagnosis. The purpose of this study was to evaluate three possible candidates to biochemical marker of AD. The APP 130/110 kDa ratio, membrane fluidity and phospholipase A2 activity in platelets of patients with AD and mild cognitive impairment (MCI) were investigated compared to their results with healthy elderly controls. The membrane fluidity of platelets was assessed by the fluorescence anisotropy of DPH (diphenyl-hexatriene); the levels of APP isoforms were evaluated by Western Blot analysis using 22C11 antibody and the PLA2 activity was measured by radio-enzymatic assay with enzyme specific substrate and calcium concentrations for each one of the three main groups of the enzyme. The APP ratio (APPr), the sPLA2 and iPLA2 activity were markedly decreased in AD in comparing with controls, whereas a cPLA2 and membrane fluidity didn\'t show any alteration between the groups evaluated. The APPr and iPLA2 also showed significant differences between MCI e AD, and were correlated with cognitive parameters MMSE and CAMCOG. The APPr was also correlated with DPH anisotropy.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Apesar de muito se discutir sobre os efeitos citotÃxicos dos venenos ofÃdicos, pouco ainda à conhecido sobre os mecanismos de aÃÃo sobre as diversas cÃlulas, e em especial, sobre as cÃlulas renais. No caso particular da citotoxicidade dos venenos crotÃlicos, tem-se postulado a participaÃÃo de diversos metabÃlitos da hidrÃlise de lipÃdios de membrana, e, mais recentemente, da disfunÃÃo mitocondrial. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da fosfolipase A2 (FLA2) isolada do veneno da Crotalus durissus terrificus sobre rim isolado de rato assim como estudar a toxicidade e as alteraÃÃes da funÃÃo mitocondrial induzidas pelas FLA2s de pÃncreas de porco (PFLA2) e de veneno da C. d. terrificus (VSFLA2) em suspensÃes de tÃbulos proximais (TP). No rim isolado foi observado aumento no fluxo urinÃrio, no ritmo de filtraÃÃo glomerular (RFG) e na pressÃo de perfusÃo (PP) enquanto ocorreram decrÃscimos nos percentuais de transporte total de sÃdio (%TNa+), de potÃssio (%TK+) e de cloreto (%TCl-). Na anÃlise histopatolÃgica foi observada a deposiÃÃo de material proteinÃceo nos tÃbulos de rins perfundidos com FLA2. No estudo de suspensÃes de TP tratadas com PFLA2 e com VSFLA2 foi observado que estas induziram injÃria celular, sugerida pelo aumento na liberaÃÃo de lactato desidrogenase (LDH), promoveram aumentos nos nÃveis de Ãcidos graxos nÃo esterificados (AGNE) e diminuÃram o potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm), sem, no entanto, alterar os nÃveis de ATP. Em relaÃÃo ao ΔΨm, a PPFLA2 nÃo produziu efeitos nas concentraÃÃes mais elevadas, apesar de ter aumentado, significativamente, na menor concentraÃÃo. As concentraÃÃes mais elevadas da FLA2 crotÃlica, entretanto, induziram um decrÃscimo significativo no ΔΨm. A adiÃÃo de BSA reverteu completamente os efeitos das FLA2s sobre o ΔΨm. No estudo da permeabilidade mitocondrial de transiÃÃo (PMT) foi observado que a PFLA2 e a VSFLA2 promoveram a liberaÃÃo da safranina O e, por entanto, induziu a formaÃÃo de PMT, apesar da leve edema mitocondrial produzido. Conclui-se que as fosfolipases A2 de pÃncreas de porco e do veneno da C. d. terrificus produziram um efeito citotÃxico em preparaÃÃes de tÃbulos proximais evidenciado pelo aumento na liberaÃÃo de LDH, alÃm de promoverem alteraÃÃes no potencial mitocondrial de membrana, o que sugere alteraÃÃo da funÃÃo mitocondrial por essas enzimas. Em rim isolado, foi observado que a FLA2 crotÃlica promoveu alteraÃÃes da funÃÃo renal / Although the increasing interest on biological effects of snake venoms, their cytotoxic as well as their nephrotoxic mechanisms are still unknown. In the particular case of crotalic venoms, it has been postulated the participation of several metabolites from membrane phospholipids hydrolysis and more recently, mitochondrial dysfunction. The present work investigated the renal effects promoted by the phospholipase A2 (PLA2) isolated from Crotalus durissus terrificus venom in the isolated rat kidney. Addition of PLA2 increased UF, GFR and PP, while reducing %TNa+, %TK+ and %TCl-. The histological analysis showed a mild amount of a proteinaceous substance in the renal tubules of kidneys perfused with PLA2. In the present study also showed that the phospholipase A2 isolated from porcine pancreas (PPLA2) and from C d terrificus snake venom (SVPLA2) produced cellular injury suggested by the increase in LDH release and increased nonesterified fatty acid (NEFA) levels from rabbit proximal tubules in suspension. Furthermore, the SVPLA2 induced a decrease in mitochondrial membrane potential (ΔΨm) assessed by both JC-1 uptake and safranin O uptake. PPLA2 produced no effects on ΔΨm with the highest concentrations, and an unexpected increase in the group treated with the lowest concentration. Addition of BSA completely reversed the effects induced by phospholipases on ΔΨm. It was observed no changes in cell ATP levels. Finally, to determine whether mitochondrial membrane permeability was affected by PPLA2 and SVPLA2, we measured the change safranin O uptake to assess both changes in mitochondrial volume and in ΔΨm. The latter was affected by both PLA2s although small alterations in the mitochondrial volume were observed. We conclude that the treatment of proximal tubule suspensions with porcine or crotalic PLA2s disturbed the membrane integrity as well as the mitochondrial function. Furthermore, crotalic PLA2 altered renal function in the isolated rat kidney preparation.

Os envenenamentos causados pelas serpentes do gênero Bothrops são os mais importantes do ponto de vista médico e econômico na América Central. Dentre estas, a serpente Bothrops asper é responsável por 90% dos envenenamentos ofídicos registrados no Panamá anualmente. Apesar da relevância médica e econômica, só a peçonha de populações de B. asper da Costa Rica e Guatemala tem sido estudadas em detalhes. Neste trabalho apresentamos a caracterização da peçonha da B. asper do Panamá e o isolamento, a caracterização funcional e estrutural de quatro fosfolipases A2 básicas denominadas MTX-I, MXT-II, MTX-III e MXT-IV e de uma fosfolipase A2acídica denominada Basp-I-PLA2. As fosfolipases A2 foram isoladas da peçonha em duas etapas usando cromatografia de troca iônica em CM-Sepharose (0,05 M NH4HCO3 pH 8,1), e cromatografia hidrofóbica em Fenil-Sepharose (0,05 M Tris-HCl pH 7,4) seguida de gradiente de concentração de 4 a 0 M NaCl no mesmo tampão a temperatura ambiente (25°C). A isoforma acídica demonstrou maior atividade catalítica que as isoformas básicas, quando atuou sobre fosfatidilcolina e fosfatidilglicerol. A focalização isoelétrica evidencia pIs de 8,1 a 8,3 para as MTXs e 4,6 para isoforma Basp-I-PLA2. A determinação da massa molecular por espectrometria de massa mostrou que MTX-1 14,156.5; MTX-2 14,249.5 e MTX-3 14,253.0 e Basp-I-PLA2 14,246.0 Da. As PLA2s (MTX-I, II, III e IV) induziram atividade miotóxica, reação inflamatória com migração de leucócitos ao músculo e ativação de macrófagos para exercer fagocitose e produção de superóxido. MTX-II exerceu um forte efeito citotóxico contra células tumorais JURKAT, C. albicans e E. coli. A fosfolipase A2 acídica, testada no plasma enriquecido com plaquetas, mostrou potente efeito inibitório na agregação plaquetária induzida pela ADP e colágeno. A análise de seqüência N- terminal demonstrou que as proteínas MTX-I, MTX-III e Basp-I-PLA2 pertencem à subclasse de fosfolipases A2 Asp49 cataliticamente ativas, enquanto que, MTX-II e MTX-IV pertencem à subclasse de fosfolipases A2 Lys49-homólogas cataliticamente inativas. Além disso, a sequência N-terminal das fosfolipases A2 básicas isoladas, demonstrou claramente que as miotoxinas isoladas neste trabalho são similares às miotoxinas previamente isoladas da peçonha da B. asper da Costa Rica. A Basp-I-PLA2 é uma nova fosfolipase A2 acídica isolada da peçonha de B. asper do Panamá e sua seqüência N-terminal revelou uma alta homologia com outras PLA2s acídicas Asp49 isoladas de peçonhas de serpentes. / Envenoming by Bothrops snakes is the most serious kind of envenoming from the medical and economical point of view in Central America. Bothrops asper snake is responsible for 90% of the snakebites registered in Panama every year. Despite its medical and economical relevance, only the venom of Costa Rica and Guatemala populations of this species has been studied to some detail, and there is very little information on intraspecies variability in venom composition and toxicity. In this study the crude venom of B. asper from Panama was characterized and its pharmacological and biochemistry activities were investigated with standard laboratory assays. Furthermore, we describe the isolation, functional and structural characterization of four basic phospholipases A2, named MTX-I, MTX-II, MTX-III, MTX-IV and a new acid phospholipase A2 named Basp-I-PLA2. The proteins were isolated from the crude venom by a combination of two chromatographic steps, using ion-exchange chromatography on CM-Sepharose (0.05 M NH4HCO3 pH 8.1 buffer), and hydrophobic chromatography on Phenyl-Sepharose (0.05 M Tris-HCl pH 7.4), followed by concentration gradient from 4 to 0 M NaCl at 25°C in the same buffer. Analyses of phospholipids hydrolyzed by these enzymes have shown that all phospholipases belong to type A2. The acidic isoform demostraded more catalytic activity than the basic PLA2s. This enzyme was more active on substrates as phosphotidylcholine and phosphatidylglycerol. The isoelectric focusing evidenced pIs beetwen 8.1 to 8.3 for the MTXs and 4.6 for the isoform Basp-I-PLA2. Its mol. Wt was estimated by Mass spectrometry to be MTX-1 14,156.5; MTX-2 14,249.5 and MTX-3 14,253.0 and Basp-I-PLA2 14,246.0 Da. The PLA2s (MTX-I, II, III and IV) induced myotoxic activity, inflammatory reaction mainly leukocyte migration to the muscle and activation of macrophages to exert phagocytic activity and production of superoxide. MTX-II, the most abundant one showed to be cytotoxic against JURKAT tumor cell line, C. albicans and E. coli. The acidic phospholipases A2 when tested in platelet rich plasma, showed a potent inhibitory effect on aggregation induced by ADP and collagen. The analysis of the sequence N-terminal demonstrated that the MTX-I, MTX-III and BASP-I-PLA2 belong to the subclass of Asp49 phospholipases A2 catalytically active, whereas, MTX-II and MTX-IV belong to proteins of the subclass of the enzymatically inactive Lys49 PLA2 s-like. In addition, a sequence of the region N-terminal of the PLA2s basic isolated, demonstrated clearly, that the isolated myotoxins in this work are similar of the previously isolated myotoxins of the snake venom Bothrops asper from Costa Rica. The Basp-I-PLA2 is a new acidic PLA2 and his sequence N-terminal revealed a high homology with other Asp49 acidic PLA2 s from snake venoms.

La phospholipase D (PLD) hydrolyse les phospholipides membranaires en libérant leur tête polaire afin de générer l'acide phosphatidique (PA), impliqué dans la signalisation cellulaire. Pour comprendre les propriétés biochimiques des PLDs, les travaux présentés ont été réalisés autour de deux axes. Le premier axe concerne l'expression recombinante et la purification de la PLDa d'Arabidopsis thaliana (AtPLDa) dans la levure Pichia pastoris. La détermination de la séquence N-terminale a révélé que l'AtPLDa est amputée de ses 35 premiers résidus, suggérant ainsi la participation d'un mécanisme de maturation. Cependant, la région N-terminale des PLDs de plantes est homologue au domaine C2, impliqué dans leur interaction Ca2+-dépendante avec la membrane. Afin d'évaluer l'impact d'un tel clivage, les domaines C2 de l'AtPLDa mais également de l'AtPLDß, à titre de comparaison, ont été étudiés sous leur forme entière ou mature. Ainsi, la caractérisation de leur affinité pour les phospholipides, associée à leur modélisation tridimensionnelle, ont permis de démontrer que les différences de régulation par le Ca2+, observées entre les formes entières et mature, provenait de la présence d'une hélice a amphipathique, retirée lors du processus de maturation. Le second axe concerne le développement d'une nouvelle méthode de mesure des activités PLD via le dosage de manière direct, spécifique et continu du PA grâce à la propriété d'amplification de fluorescence par chélation de la 8-hydroxyquinoléine, en présence de Ca2+. Ainsi, ce test apparait adapté pour le suivi de l'inhibition des PLDs et pour l'étude de leur spécificité de substrat, en utilisant des phospholipides naturels avec différentes tête polaires, et à l'échelle d'une microplaque / Phospholipase D (PLD) hydrolyses membrane phospholipids, leading to the formation of free polar headgroup and phosphatidic acid releasing, involved in cell signaling. To understand the biochemical properties of PLDs, this work has been made around two axes. The one first concerns the recombinant expression and purification of the PLDa of Arabidopsis thaliana (AtPLDa) in the yeast Pichia pastoris. The N-terminal sequence of the recombinant AtPLDa has been determined and found to lack its first 35 amino acids, suggesting the involvement of a maturing mechanism. However, plant PLDs exhibit a C2-lipid binding domain at their N-terminal region, which is involved in their Ca2+-dependent membrane targeting. Thus, to assess the impact of such a cleavage, whole and mature-like C2 domains of AtPLDa, as well as of AtPLDß, for the sake of comparison were studied. Thus, the characterization of their affinity for phospholipids, combined with their three-dimensional modeling have demonstrated that the differences observed in their regulation by Ca2+, observed between whole and mature-like forms, originated from the presence of a N-terminus amphipathic a helix, removed during the maturation process. The second axis concerns the development of a novel PLD assay that measure PA in a direct, specific and continuous manner, using the chelation enhanced fluorescence property of 8-hydroxyquinoline in the presence of Ca2+. Thus, this assay appears suitable for monitoring both the inhibition of PLDs as well as their substrate specificity, using natural phospholipids with different polar headgroups, and at a microplate scale

Diss. (sammanfattning) Linköping : Univ., 2002. / Härtill 5 uppsatser.

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Resumo: As fosfolipases A2 (PLA2s) são um dos maiores constituintes protéicos do veneno botrópico e um dos responsáveis pela necrose muscular, consequência esta não eficazmente neutralizada pela administração do soro antiofídico. Estas proteínas são tóxicas através do rompimento ou perturbação da membrana celular em um mecanismo catalítico dependente de cálcio e outro independente, sendo este último não totalmente elucidado. Usualmente, estas toxinas são obtidas diretamente do veneno das serpentes, sendo sua purificação um desafio pela co-existência de diferentes isoformas. O objetivo desta tese foi compreender o mecanismo miotóxico independente de cálcio através de estudos estruturais e propor nova metodologia que trate de dados cristalográficos de toxinas provenientes de amostras impuras, chamada SEQUENCE SLIDER. Para tanto, cristalografia e outras técnicas biofísicas, como espalhamento de raios X a baixo ângulo, serão utilizados para estudar três miotoxinas ofídicas em estado nativo e complexado com produtos naturais e inibidores. Nós propusemos medidas locais e globais para caracterizar e relacionar a estrutura dessas toxinas a função. Com o SEQUENCE SLIDER, pudemos elucidar as estruturas de toxinas inéditas cuja sequência era parcialmente conhecida. Esta nova metodologia proposta consiste em avaliar diferentes cadeias laterais contra o coeficiente de correlação em espaço real calculado a partir dos dados cristalográficos. Em paralelo, desenvolvemos o SEQUENCE SLIDER no âmbito do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Marcos Roberto de mattos Fontes / Resumo: Serpentes do gênero Bothrops representam cerca de 90% dos acidentes ofídicos que ocorrem no Brasil. Um componentes presente em venenos de serpentes são as fosfolipases A2 (PLA2s), que podem apresentar diversas atividades biológicas. Diversos estudos com PLA2s e PLA2s-homólogas de venenos de serpentes buscam melhor compreender o mecanismo da ação miotóxica, sugerindo diferentes sítios de ação. Neste trabalho, são apresentados estudos com PLA2s-homólogas do veneno de Bothrops moojeni, conhecida popularmente como caiçaca. A miotoxina II (MjTX-II) foi estudada na forma nativa, complexada com ácidos graxos e os inibidores ácido rosmarínico e suramina, enquanto a miotoxina I (MjTX-I) foi estudada em complexo com o ligante suramina. Para a obtenção dos dados, foram utilizadas diferentes técnicas biofísicas como espalhamento dinâmico de luz, calorimetria por titulação isotérmica e cristalografia de raios X. Estes estudos foram complementados com estudos funcionais por técnicas miográficas e estudos computacionais por dinâmica molecular realizados por outros membros do Laboratório de Biologia Molecular Estrutural. As estruturas cristalográficas da MjTX-II nativa e complexada com ácidos graxos revelaram particularidades para esta toxina, como a independência da ligação de ácidos graxos na estrutura para a sua ativação - alinhamento dos resíduos importantes para a atividade miotóxica. A estrutura da MjTX-II com o ácido rosmarínico revelou que o ligante interage com uma das regiões rela... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bothrops genus represents approximately 90% of the ophidian accidents that occur in Brazil. One of the compounds of the venom is the phospholipases A2 (PLA2s), which are proteins with a wide range of biological activities. Several studies with PLA2s and PLA2-homologues from snake venom were performed to better understanding the myotoxic mechanism, suggesting different activity sites. This work presents studies with PLA2s-homologues isolated from Bothrops moojeni, known in Brazil as caiçaca. The myotoxin II (MjTX-II) was studied in native, complexes to fatty acids, rosmarinic acid and suramin inhibitors. Myotoxin I (MjTX-I) was studied complexed to suramin. X-ray crystallography, dynamic light scattering and isothermal titration calorimetry were used to characterize the protein and complexes. Furthermore, functional studies by myographic techniques and computational studies using molecular dynamics were performed by other members of the Laboratory. Crystallographic structures of MjTX-II in native form and complexes to fatty acids reveals particularities for these toxin, such as the independence of the fatty acids binding for myotoxic residues alignment. The structure of MjTX-II complexed to rosmarinic acid showed that this ligand interact to a of regions related to myotoxic activity of toxin, which probably explaining its inbitory action demonstrated by myographic techniques and is according to previous proposed mechanism. Crystallographic data of the MjTX-II/suramin complex s... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

As fosfolipases A2 secretadas, particularmente do grupo II são abundantes nos venenos de serpentes, incluindo o gênero Bothrops e estão envolvidas em diversos processos fisiológicos e fisiopatológicos, como inflamação e dor, incluindo artrite. Contudo, não está totalmente caracterizado o papel da FLA2 para a gênese e manutenção dos quadros de inflamação articular. Nosso objetivo foi padronizar um novo modelo de artrite, utilizando sFLA2 do grupo IIA (miotoxina II) isolada do veneno da serpente Bothrops asper e avaliar a mediação química envolvida no processo nociceptivo deste quadro. Os resultados indicaram aumento de permeabilidade vascular, infiltrado celular e hiperalgesia. A hiperalgesia é um processo multimediado com a participação de prostanóides, sendo sua produção decorrente da ativação de FLA2 endógenas. Estes dados sugerem que esta FLA2 pode se tornar uma ferramenta científica importante para o entendimento dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos nos processos de inflamação articular. / Secretory phospholipases A2 are abundant in different animal tissues and particularly group II are found in venom snakes and are proteins involved in many physiological and pathophysiological processes, like inflammation and pain, components of arthritis. However, the involvement of PLA2 in the genesis and maintenance of articular inflammation is not well characterized. Our aim is to characterize the articular inflammatory response induced by Lys 49-PLA2 (IIA group) isolated from B. asper snake venom. It was analyzed the nociceptive process involved, developing a new experimental model of articular inflammation. Our results indicated that sPLA2 induces increase in the vascular permeability, cell migration and hyperalgesia. Hyperalgesia is a multimediated process and prostanoids are involved in the nociceptive process, being its production dependent of the endogenous PLA2 activation. These data indicate that this PLA2 could be an important scientific tool for the understanding of the pathophysiological mechanisms involved in articular inflammation processes.

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce-Soto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T16:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomeroVargas_FreyFrancisco_M.pdf: 1233125 bytes, checksum: 85502fc7f4b2dd6cdb2a6fc0c220c5b2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As serpentes do gênero Crotalus incluem várias espécies amplamente distribuídas nocontinente Americano. Os venenos crotálicos das serpentes encontradas no Brasil apresentam características próprias. Entre os componentes bioativos, as fosfolipases A2 (E.C. 3.1.1.4.) destacam-se por ser a principal componente, tais enzimas são dependentes de cálcio e hidrolisam a ligação sn-2 éster dos fosfolipídios e alem disso induz uma variedade de efeitos. Nesta tese, primeiramente nos desenvolvemos um novo protocolo de purificação com uma coluna C18 µ-Bondapack em HPLC de fase reversa destas toxinas, Os perfis obtidos mostraram que o veneno total da espécie Crotalus durissus cumanensis foi fracionado em quatorze picos, onde as frações 9 e 10 apresentam atividade PLA2. Do veneno de Crotalus durissus ruruima foram obtidos dezoito picos, sendo que as frações 12 e 13 apresentaram atividade PLA2 também. Assim, neste trabalho, nos apresentamos o isolamento, purificação determinação de sua estrutura primaria de duas isoformas fosfolipase A2 para cada espécie crotálica: Crotalus durissus cumanensis e Crotalus durissus ruruima denominados como Cdc-9, Cdc-10, Cdr-12 e Cdr-13, respectivamente. Todas elas são formadas por 122 resíduos de aminoácidos. O alinhamento dos aminoácidos, das isoformas Cdc-9, Cdc-10, Cdr-12 e Cdr-13 mostram um alto nível 93.4 % de homologia seqüencial para as duas primeiras e 92.6% para as outras, observaram-se com respeito a distintas PLA2 que diminuíram para cerca de 50 % de homologia. Todas elas foram identificadas como miotoxinas e apresentaram atividade fosfolipásica. Foi possível realizar, a partir das isoformas nativas um processo de modificação química, utilizando-se reagentes seletivos para amino ácidos específicos (His, Tyr e Lys) os quais estão envolvidos na rede catalítica ou na interação com sua interface, logo após, foram analisadas quanto a suas características físico-químicas e biológicas. Nossos estudos de miotoxicidade local e sistêmica de todas as isoformas nativas e modificadas dos venenos crotálicos in vivo, evidenciaram o incremento nos níveis de creatina cinase (CK) séricos e nas isoformas modificadas foram inibidas na sua atividade catalítica ou devido às mudanças estruturais que afetam outras regiões alem do sitio catalítico, revelando a importância de conhecer a relação estrutura-função. Em contraste, o efeito indutor de edema, não pode ser rapidamente correlacionado com suas diferenças estruturais. Os resultados apresentados neste trabalho proporcionam a obtenção de uma ferramenta bioquímica útil para acrescentar nosso conhecimento da relação dos sítios farmacológicos alem da região catalítica nas fosfolipases A2 / Abstract: The serpents of the genus Crotalus include several species widely distributed in the American continent. The poisons crotálicos of the serpents found in Brazil, they present own characteristics. Among the components bioativos, the phospholipases A2 (E.C. 3.1.1.4.) standing out to be the main component, such enzymes are dependents of calcium and hidrolise the bond sn-2 éster of the fosfolipídios and besides that induced a variety of effects. In this thesis, firstly we develop a new purification protocol with a column C18 µ- Bondapack in HPLC of reverse phase of these toxins, The obtained profiles showed that the total poison of the species Crotalus durissus cumanensis was fractioned in fourteen picks, where the fractions 9 and 10 present activity PLA2. Of the poison of Crotalus durissus ruruima they were obtained eighteen picks, and the fractions 12 and 13 also presented activity PLA2. This way, in this work, we present the isolation, purification, determination of his primary structure of two isoforms fosfolipase A2 for each species crotálics: Crotalus durissus cumanensis and Crotalus durissus ruruima denominated like Cdc-9, Cdc-10, Cdr-12 and Cdr-13, respectively. All of them are formed by 122 residues of amino acids. The alignment of amino acids of the isoforms Cdc-9, Cdc-10, Cdr-12 and Cdr-13 it shows a high level of sequential homology 93.4% for the first two and 92.6% for the other ones, they were observed with regard to different PLA2 that decreased for about 50% of homology. All of them were identified as miotoxins and they presented phospholipasic activity. it was possible to carry out starting from the native isoforms a process of chemical modification, being used selective reagents for amino specific acids (His, Tyr and Lys) which are involved in the catalytic net or in the interaction with his interface, soon after, they were analyzed as for their physio-chemical and biological characteristics. Our studies of local and systemic miotoxicity of all the native and modified isoforms in vivo of the poisons crotálicos, evidenced the increment in the levels of creatine kinase (CK) séricos and in the modified isoformas they were inhibited in his activity catalytic or due the structural changes that they affect other regions besides the catalytic place, revealing the importance of knowing the relationship structure-function. In contrast, the effect producing edema, it cannot be correlated quickly with their structural differences. The results presented in this work provide the obtaining of an useful biochemical tool to increase our knowledge of the relationship of the pharmacological sites also of the catalytic region in the phopholipases A2 / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Foram investigados os efeitos do veneno da serpente Bothrops insularis e de suas fraÃÃes, lectina, L-aminoÃcido oxidase, trombina sÃmile e fosfolipase A2, no rim isolado e sistema vascular de rato. As fraÃÃes foram purificadas a partir de uma combinaÃÃo de procedimentos cromatogrÃficos, usando colunas de HPLC de exclusÃo molecular, troca iÃnica, fase reversa e colunas de baixa pressÃo de afinidade. Foi utilizada a perfusÃo de rim isolado de rato e a soluÃÃo de Krebs-Henseleit modificada (Bowman, 1970; Fonteles et al. 1998). ParÃmetros selecionados da funÃÃo renal foram avaliados durante as condiÃÃes experimentais, com a infusÃo do veneno e suas fraÃÃes, aos 60, 90, e 120 minutos. Os primeiros 30 minutos serviram de controle interno. No leito arterial sistÃmico de rato (Ferreira, 1965) a pressÃo arterial foi avaliada por manÃmetro conectado por cÃnula à artÃria carÃtida comum, e o veneno injetado na veia jugular. Os registros foram realizados a cada 10 minutos apÃs a administraÃÃo de doses crescentes do veneno, atà a infusÃo da dose de 300mcg, aos 60 minutos. Na PerfusÃo do leito arterial mesentÃrico isolado de rato (McGregor, 1965), utilizou-se a soluÃÃo de Krebs-Henseleit em fluxo constante de 4mL/minuto. A pressÃo de perfusÃo foi registrada manometricamente. A avaliaÃÃo estatÃstica foi determinada por anÃlise de variÃncia (ANOVA) e teste de Bonferroni, com nÃvel de significÃncia menor de 5%. No rim, o grupo tratado com o veneno apresentou reduÃÃo em todos os parÃmetros avaliados, com exceÃÃo da absorÃÃo de potÃssio. Com a lectina a pressÃo de perfusÃo aumentou inicialmente e caiu em seguida, juntamente com o fluxo urinÃrio e o ritmo de filtraÃÃo glomerular. Houve aumento na reabsorÃÃo de sÃdio e potÃssio, com reduÃÃo no clearance osmÃtico. Com a trombina-sÃmile, ocorreu aumento inicial seguido de queda no final em quase todos os parÃmetros, com exceÃÃo da resistÃncia vascular renal. A reabsorÃÃo tubular do sÃdio e do cloro caiu; houve elevaÃÃo inicial do transporte de potÃssio; com aumento seguido de queda do clearance osmÃtico. Com a L-aminoacido oxidase houve queda em todos os parÃmetros avaliados. Com a fosfolipase A2 houve elevaÃÃo nos parÃmetros fisiolÃgicos e vasculares; no transporte tubular de potÃssio e no clearance osmÃtico; com queda na reabsorÃÃo de sÃdio e cloro. Todos os rins mostraram, no final, sinais de necrose tubular aguda, com exceÃÃo dos perfundidos com a trombina-sÃmile. Excetuando os tratados com veneno, todos os rins apresentaram, ao final, extravasamento protÃico para o espaÃo de Bowman. No leito arterial sistÃmico o veneno produziu reduÃÃo na pressÃo arterial sistÃmica diretamente proporcional à quantidade de veneno administrada, excetuando a dose de 10mcg, alÃm de intensa hemorragia pulmonar com proliferaÃÃo de neutrÃfilos e linfÃcitos nos alvÃolos, hemorragia no rim e congestÃo generalizada. No leito arterial mesentÃrico se observou uma reduÃÃo na presÃo quando o veneno foi administrado em leito arterial prÃ-contraÃdo com fenilefrina, como tambÃm isoladamente, na ausÃncia de fenilefrina. O veneno da Bothrops insularis mostrou potencial hemorrÃgico e vasodilatador semelhante aos outros venenos de serpentes do gÃnero, com atividade necrotizante superior nos rins, onde provocou necrose tubular aguda, ao contrario do observado com outros venenos do mesmo gÃnero, em experimentos no rim isolado de rato. / We investigated the biochemical and biological effects of the whole venom from Bothrops insularis (popularly known as âgolden lancetâ), and four of its fractions, a thrombin-like enzyme, a lectin-like substance, an L-amino acid oxidase and a phospholipase A2, in perfused rat kidneys and vascular sistem. The fractions were purified by a combination of Sephadex gel filtration in HPLC columns, and ion-exchange chromatography on DEAE-Sephadex in reverse phase, low-pressure affinity columns. We used a modified isolated perfused rat kidney assay, with Krebs-Henseleit solution as the perfusion fluid (Bowman, 1970; Fonteles et al., 1998). Selected parameters of renal function during stable experimental conditions were evaluated before and at 60, 90, and 120 minutes after infusion of venom and its fractions, with the first 30 minutes interval constituting the paired control. In the systemic vascular bed (Ferreira, 1965), the arterial pressure was evaluated by a manometer connected through a canule to carotid common artery and the venom was injected into the jugular vein, with registers made at every 10 minutes after administration in increasing doses, until an infusion of 300mcg was reached at 60 minutes. In the isolated rat mesenteric blood vessels method (McGregor, 1965), the perfusions were done with Krebs-Henseleit solution, at a constant flow rate of 4mL/minute. The perfusion pressure was measured manometrically. Statistical evaluations were performed by analysis of variance (ANOVA) and Bonferroni test, at the 5% significance level. In perfused kidney studies, the group treated with the whole venom showed a fall in all physiological parameters, except in potassium transport. With the lectin-like fraction, the perfusion pressure rose initially, followed by a fall, along with urinary flow and glomerular filtration rate. Sodium and potassium tubular reabsorption increased, with a fall in the osmotic clearance. The thrombin-like fraction promoted an initial rise followed by a fall in the end, in almost all parameters except in the renal vascular resistance. The sodium and chloride tubular reabsorption fell. There was an initial rise in the potassium transport, and an initial rise followed by a fall in the osmotic clearance. With the L-amino acid oxidase fraction, there was a fall in all the parameters studied. The Phospholipase A2 fraction induced a rise in the physiological and vascular parameters, as also in the potassium transport and osmotic clearance; accompanied by a fall in sodium and chloride reabsorption. With the exception of the thrombin-like fraction, all the substances tested induced acute tubular necrosis in perfused kidneys in the end. Protein extravasation into the Bowman space was evidenced in all perfused kidneys except in those treated with the whole venom; but was more intense with the thrombin-like fraction. In the systemic arterial bed, the whole venom raised arterial pressure in a dose-dependant manner, except at the concentration of 10mcg; in addition to causing intense pulmonary hemorrhage with neutrophils and alveolar lymphocyte proliferation, renal hemorrhage, and generalized vascular dilatation and congestion. In the isolated mesenteric artery, there was a marked fall in perfusion pressure when the whole venom was infused into the vessel pre-contracted with phenillephrine, as also in the isolated vessel without phenillephrine. We conclude that Bothrops insularis venom shows vasodilatation and hemorrhagic potential, like other venoms of the genus; but, different from other Bothrops venoms, it also reveals a significant necrotic activity when perfused into isolated rat kidney, causing acute tubular necrosis,