SILVA, Ivanice Bezerra da. Caracterização estrutural de uma lectina nociceptiva obtida de sementes da espécie Platypodium elegans VOG. 2017. 107 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PPGBiotec (ppgbiotec@ufc.br) on 2017-07-06T13:55:40Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_ibsilva.pdf: 8919593 bytes, checksum: 5e3941a217f457be112ce0eb7b62a98c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-07-10T20:10:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_ibsilva.pdf: 8919593 bytes, checksum: 5e3941a217f457be112ce0eb7b62a98c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T20:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_ibsilva.pdf: 8919593 bytes, checksum: 5e3941a217f457be112ce0eb7b62a98c (MD5) Previous issue date: 2017 / A native lectin (nPELa), purified from seeds of the species Platypodium elegans, Dalbergieae tribes, was crystallized and structurally characterized by methodologies such as X-ray diffraction crystallography and bioinformatics tools. The obtained crystals (of orthorhombic type) were diffracted with quality and nPELa structure was solved with excellence through molecular substitution, with resolution of 1.6 Å. The nPELa monomer showed an N-glycosylation site at the Asn119 residue, therefore, confirming the literature prediction. In addition, nPELa has a metal binding site and a conserved carbohydrate recognition domain, in a similar way to what was shown by other Dalbergieae tribe lectins, such as PAL (Pterocarpus angolensis) and CTL (Centrolobium tomentosum). As molecular docking analysis suggests high affinity of this lectin for different mannosides, mainly trimanosides, formed by α-1,3 or α-1,6 glycosidic bond, as evidenced by the obtained scores. In addition, molecular dynamics simulations were performed as a way of demonstrating the structural behavior of nPELa in aqueous solution, as isolated lectin or associated with specific ligands. The results demonstrated a high stability of nPELa in solution, and structural modifications presented at its carbohydrate recognition site allow the interaction between the lectin and the different ligands tested. Different modifications were observed during simulations for each one of the glycans tested, which included different number of hydrogen bonds and hydrophobic interactions, through changes in residues involved. In addition, nPELa was evaluated for its nociceptive activity in rats and was reported as a first lectin of the Dalbergieae tribe which exhibited hypernociceptive activity in a manner dependent on the carbohydrate recognition site. / Uma lectina nativa (nPELa), purificada a partir de sementes da espécie Platypodium elegans, tribo Dalbergieae, foi cristalizada e estruturalmente caracterizada, através de metodologias como a cristalografia por difração de raios X e ferramentas de bioinformática. Os cristais obtidos (do tipo ortorrômbico) foram difratados com qualidade e a estrutura de nPELa foi resolvida com excelência através de substituição molecular, em uma resolução de 1,6 Å. O monômero de nPELa apresentou um sítio de N-glicosilação no resíduo Asn119, assim confirmando a predição da literatura, antes baseada apenas em dados de sequência primária. Além deste, nPELa apresenta um sítio de ligação a metais e um domínio de reconhecimento a carboidratos conservados, semelhantes ao demonstrado para outras lectinas da tribo Dalbergieae, como PAL (Pterocarpus angolensis) e CTL (Centrolobium tomentosum). As análises de docking molecular sugerem a alta afinidade desta lectina por diferentes manosídeos, principalmente trimanosídeos, formados por ligações do tipo α-1,3 ou α-1,6, evidenciado através dos escores obtidos. Além disso, simulações de dinâmica molecular foram realizadas, como forma de demonstrar o comportamento estrutural de nPELa em solução aquosa, sendo a lectina isolada ou associada a ligantes específicos. Os resultados obtidos demonstraram a alta estabilidade de nPELa em solução e as modificações estruturais apresentadas em seu sítio de reconhecimento a carboidratos permitem a interação entre a lectina e os diferentes ligantes testados. Diferentes modificações foram observadas durante as simulações para cada um dos glicanos testados, que incluíram variações no número de pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas, através de mudanças nos resíduos envolvidos. Além disso, nPELa foi avaliada quanto a sua ação nociceptiva em ratos, sendo relatada como a primeira lectina da tribo Dalbergieae que apresentou atividade hipernociceptiva, de uma maneira dependente do sítio de reconhecimento a carboidratos.

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

De la reconnaissance protéine-glucides. Une activité lectine avec une spécificité mannose/glucose a été détectée dans les graines de Platypodium elegans, une légumineuse de la sous-tribu Dalbergiae. Le gène de la lectine PELa a été cloné. Son produit est une protéine de 261 acides aminés appartenant à la famille des lectines de légumineuses et présentant des similarités avec l'agglutinine de Pterocarpus angolensis (PAL). La lectine recombinante a été exprimée dans E. coli et renaturée à partir des corps d'inclusion. L'analyse de la spécificité par Glycan Array montre une préférence très rare pour des N-glycanes de type complexe avec des branches disymmétriques. Une branche courte composée d'un résidu de mannose est préférée sur le bras 1-6 des N-glycanes, tandis que l'extension par les résidus GlcNAc et Gal et favorable sur le bras 1-3. Les affinités ont été mesurées par microcalorimétrie de titration en utilisant des heptasaccharides liés à une asparagine et obtenus par une méthode semi-enzymatique. Une très forte affinité de 5 uM a été obtenue pour deux ligands symétriques et disymmétriques. Les structures cristallographiques de PELa complexé avec le trimannose branché et l'heptasaccharide-Asn symétrique de type complexe ont été résolues respectivement à 2,1 et 1,65 Å de résolution. La lectine adopte l'organisation dimérique canonique des lectines de légumineuses. Le trimannose ponte les sites de liaison de deux dimères voisins, résultant en la formation de chaînes infinies dans le cristal. L'heptasaccharide-Asn se lie par le mannose du bras 1-6 dans le site principal de liaison et de nombreux contacts supplémentaires sont établis avec les autres résidus glucidiques. Le GlcNAc du bras 1-3 interagit avec la surface de la protéine dans une conformation contrainte qui peut expliquer la plus grande affinité que l'on observe sur les puces pour les oligosaccharides avec des bras 1-3 courts qui ne contiennent pas ce monosaccharide. / Lectin activity with specificity for mannose and glucose has been detected in the seed of Platypodium elegans, a legume from the Dalbergiae tribe. The gene of the lectin PELa has been cloned and the resulting 261 amino acid protein belongs to the legume lectin family with similarity with Pterocarpus angolensis agglutinin (PAL) from the same tribe. The recombinant lectin has been expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. Analysis of specificity by Glycan Array evidenced a very unusual preference for complex type N-glycans with asymmetrical branches. A short branch consisting of one mannose residue is preferred on the 6- arm of the N-glycan, while extension by GlcNAc, Gal and NeuAc are favorable on the 3-arm. Affinities have been obtained by microcalorimetry using symmetrical and asymmetrical Asn- linked heptasaccharide prepared by semi-enzymatic method. Strong affinity of 5 µM was obtained for both ligands. Crystal structures of PELa complexed with branched trimannose and symmetrical complex type Asn-linked heptasaccharide have been solved at 2.1 and 1.65 Å resolution respectively. The lectin adopts the canonical dimeric organization of legume lectins. The trimannose bridges the binding sites of two neighbouring dimers, resulting in the formation of infinite chains in the crystal. The Asn-linked heptasaccharide binds with the 6-arm in the primary binding site and extensive additional contacts on both arms. The GlcNAc on the 3-arm is bound in a constrained conformation that may rationalize the higher affinity that is observed on chips for oligosaccharide with shorter 3-arm that do not present this monosaccharide.

BENEVIDES, Raquel Guimarães. Avaliação do potencial fungicida e termiticida de uma fração protéica lectínica de sementes de Platypodium elegans Vogel e obtenção da lectina purificada. 2008. 113 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2008. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-04T12:43:49Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_rgbenevides.pdf: 5092516 bytes, checksum: 86289fcb11e2cb709d80b92c6f7cd851 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:15:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_rgbenevides.pdf: 5092516 bytes, checksum: 86289fcb11e2cb709d80b92c6f7cd851 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_rgbenevides.pdf: 5092516 bytes, checksum: 86289fcb11e2cb709d80b92c6f7cd851 (MD5) Previous issue date: 2008 / Seeds of Platypodium elegans Vogel, belonging to the Fabaceae family, Papilionoideae sub-family, Dalbergiae Tribe, posses a specific mannose/glucose lectin. In the purification of the lectin in study, the total extract of seeds of P. elegans prepared in NaCl 0,15M had its active fraction isolated for affinity chromatography in chitin and exchange ionic chromatography in DEAE-Sephacel and HiTrap SP, this last one connected to the HPLC.The active fractions for hemmagutinant activity gotten in these procedures had been sequentially about its specific activity and homogeneity in SDS-PAGE. The lectin in the last step of purification presented apparent molecular mass of 55 kDa. The active fraction from DEAE-Sephacel was characterized about its termiticidal and fungicidal potential. The termiticidal activity against laborers and soldiers of Nasutitermes corniger, inducing 100% of mortality in both the classrooms, was better visualized with the concentrations of 1,0 and 0,8mg/mL, between 8 and 9 days for laborers and 7 and 8 days for soldiers, where it had not been registered mortality less than 50% in the negative control. The tested fraction did not present repellent effect. In relation to the fungicidal activity, 20 ug of the fraction arrived to inhibit considerably Fusarium lateritium (33%), F. oxysporum (19.4%) and F. solani (14.3%). F. decemcellulare had a inhibition of 4,8% and F. moniliforme, 3.3%. These two activities strengthen the participation of this lectin in the vegetal defense, making it a powerful biotechnological tool to be more deeply investigated and studied about its paper in the vegetal defense and the potential use in the resistance of susceptible wood to termites. / Sementes de Platypodium elegans Vogel, pertencente à Família Fabaceae, subfamília Papilionoideae, Tribo Dalbergiae possui uma lectina Manose/Glicose ligante. Na purificação da lectina em estudo, o extrato total de sementes de P. elegans preparado em NaCl 0,15M teve sua fração hemaglutinante isolada por cromatografia de afinidade em quitina, trocas iônica em DEAE-Sephacel e em HiTrap SP, essa última acoplada a HPLC. As frações ativas para atividade hemaglutinante obtidas sequencialmente nesses procedimentos foram avaliados quanto à sua atividade específica e homogeneidade em SDS-PAGE. A lectina em seu último passo de purificação apresentou massa molecular aparente de 55 kDa. A fração pré-purificada ativa obtida em DEAE-Sephacel foi caracterizada quanto ao seu potencial termiticida e fungicida. A atividade termiticida contra operários e soldados de Nasutitermes corniger, induzindo 100% de mortalidade em ambas as classes, foram melhor visualizadas com as concentrações 1,0 e 0,8mg/mL, entre 8 e 9 dias para operários e 7 e 8 dias para soldados, onde ainda não se havia registrado menos que 50% de mortalidade no controle negativo. A fração testada não apresentou efeito repelente. Em relação à atividade fungicida, 20 ug da fração chegou a inibir consideravelmente Fusarium lateritium (33%), F. oxysporum (19,4%) e F. solani (14,3%). F. decemcellulare teve uma inibição de 4,8% e F. moniliforme, 3,3%. Essas duas atividades reforçam a participação dessa lectina na defesa vegetal, fazendo-a uma potente ferramenta biotecnológica a ser mais profundamente investigada e estudada em relação a seu papel na defesa vegetal e na potencial utilização na resistência de madeiras susceptíveis a cupins.

De la reconnaissance protéine-glucides. Une activité lectine avec une spécificité mannose/glucose a été détectée dans les graines de Platypodium elegans, une légumineuse de la sous-tribu Dalbergiae. Le gène de la lectine PELa a été cloné. Son produit est une protéine de 261 acides aminés appartenant à la famille des lectines de légumineuses et présentant des similarités avec l'agglutinine de Pterocarpus angolensis (PAL). La lectine recombinante a été exprimée dans E. coli et renaturée à partir des corps d'inclusion. L'analyse de la spécificité par Glycan Array montre une préférence très rare pour des N-glycanes de type complexe avec des branches disymmétriques. Une branche courte composée d'un résidu de mannose est préférée sur le bras 1-6 des N-glycanes, tandis que l'extension par les résidus GlcNAc et Gal et favorable sur le bras 1-3. Les affinités ont été mesurées par microcalorimétrie de titration en utilisant des heptasaccharides liés à une asparagine et obtenus par une méthode semi-enzymatique. Une très forte affinité de 5 uM a été obtenue pour deux ligands symétriques et disymmétriques. Les structures cristallographiques de PELa complexé avec le trimannose branché et l'heptasaccharide-Asn symétrique de type complexe ont été résolues respectivement à 2,1 et 1,65 Å de résolution. La lectine adopte l'organisation dimérique canonique des lectines de légumineuses. Le trimannose ponte les sites de liaison de deux dimères voisins, résultant en la formation de chaînes infinies dans le cristal. L'heptasaccharide-Asn se lie par le mannose du bras 1-6 dans le site principal de liaison et de nombreux contacts supplémentaires sont établis avec les autres résidus glucidiques. Le GlcNAc du bras 1-3 interagit avec la surface de la protéine dans une conformation contrainte qui peut expliquer la plus grande affinité que l'on observe sur les puces pour les oligosaccharides avec des bras 1-3 courts qui ne contiennent pas ce monosaccharide.