Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-10-01T16:50:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_AnaliseFilogeneticaLeptodeira.pdf: 8618829 bytes, checksum: 7da66d15eae5fc29886cbf549a8c1bd6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-10-06T14:59:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_AnaliseFilogeneticaLeptodeira.pdf: 8618829 bytes, checksum: 7da66d15eae5fc29886cbf549a8c1bd6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-06T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_AnaliseFilogeneticaLeptodeira.pdf: 8618829 bytes, checksum: 7da66d15eae5fc29886cbf549a8c1bd6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Leptodeira é um gênero Neotropical de serpentes com nove espécies, dividido em quatro grupos morfológicos: annulata com as espécies L. annulata (L. a. annulata, L. a. ashmeadi, L. a. cussiliris, L. a. pulchriceps, L. a. rhombifera), L. bakeri, L. maculata, L. frenata (L. f. frenata, L. f. malleisi, L. f. yucatanensis), L. uribei; septentrionalis com L. septentrionalis (L. s. septentrionalis, L. s. larcorum, L. s. ornata, L. s. polysticta), L. splendida (L. s. splendida, L. s. bressoni, L. s. ephippiata); nigrofasciata com apenas a espécie L. nigrofasciata; e grupo punctata representado por L. punctata. Na última revisão taxonômica do gênero, várias espécies foram consideradas como subespécies, sendo caracterizadas principalmente com base no padrão de cor. No entanto, recentes análises moleculares não corroboraram o arranjo taxonômico proposto anteriormente. As duas espécies com distribuição geográfica mais ampla e maior número de subespécies, L. annulata e L. septentrionalis, não tiveram monofila validada. Na mais recente proposta filogenética de Leptodeira, a monofilia do complexo L. annulata/septentrionalis foi obtida a partir de caracteres moleculares, sendo recuperados dois clados geograficamente distintos: um clado Norte presente no sul da América do Norte e norte da América Central (L. s. polysticta ((L. rubricata - L. a. rhombifera) ((L. a. cussiliris - L. maculata) L. a. cussiliris))); e outro clado Sul-americano presente no sul da América Central e toda América do Sul ((L. s. ornata–L. a. annulata) (L. s. ornata (L. bakeri (L. a. ashmeadi–L. a. annulata)))). Neste trabalho, apresento uma hipótese filogenética para Leptodeira e reviso taxonomicamente o clado Sul do complexo L. annulata/septentrionalis, apresentando um novo arranjo taxonômico para o grupo. Desta forma, a presente tese está organizada em: Introdução Geral, onde foram apresentadas informações sobre taxonomia e sistemática de Leptodeira, especialmente do complexo L. annulata/septentrionalis; Capítulo 1 intitulado “Análise filogenética de Leptodeira (Serpentes, Dipsadidae)”, com o objetivo de propor uma hipótese filogenética para o gênero, com base em caracteres moleculares; e o Capítulo 2 intitulado “Taxonomia das espécies do clado Sul do complexo L. annulata/septentrionalis (Serpentes, Dipsadidae)”, que teve como objetivo caracterizar morfologicamente os clados obtidos a partir da análise molecular e propor um novo arranjo taxonômico para o grupo. / Leptodeira is a Neotropical genus of snakes with nine species, divided in four morphological groups: annulata with the species L. annulata (L. a. annulata, L. a. ashmeadi, L. a. cussiliris, L. a. pulchriceps, L. a. rhombifera), L. bakeri, L. maculata, L. frenata (L. f. frenata, L. f. malleisi, L. f. yucatanensis), L. uribei; septentrionalis with L. septentrionalis (L. s. septentrionalis, L. s. larcorum, L. s. ornata, L. s. polysticta), L. splendida (L. s. splendida, L. s. bressoni, L. s. ephippiata); nigrofasciata only with L. nigrofasciata; and the punctata group represented by L. punctata. In the last taxonomic review of the genus, many species were considered as subspecies, being characterized primarily based on pattern of color. However, recent molecular analyses did not corroborate the taxonomic arrangement previously proposed. The two species with larger geographic distribution and more number of subspecies, L. annulata and L. septentrionalis, did not have their monophyly validated. In the more recent phylogenetic proposal of Leptodeira, the monophyly of the L. annulata/septentrionalis complex was obtained from molecular characters, being recovered two clades geographically distinct: a North clade, in the south of North America and north of Central America (L. s. polysticta ((L. rubricata - L. a. rhombifera) ((L. a. cussiliris - L. maculata) L. a. cussiliris))); and a South clade in south of Central America and entire South America ((L. s. ornata–L. a. annulata) (L. s. ornata (L. bakeri (L. a. ashmeadi–L. a. annulata)))). In this work I present a phylogenetic hypothesis for Leptodeira and I review taxonomically the clade South of the L. annulata/septentrionalis complex, presenting a new taxonomic arrangement for the group. Thus, the present thesis is organized in: General Introduction, where were presented the information about taxonomy and systematics of Leptodeira, specially of the annulata/septentrionalis complex; Chapter 1 entitled “Phylogenetic analysis of Leptodeira (Serpentes, Dipsadidae)”, with the aim of proposing a phylogenetic hypothesis for the genus, based in molecular characters; and the Chapter 2 entitled “Taxonomy of the species of the South clade of the L. annulata/septentrionalis complex (Serpentes, Dipsadidae)”, which have the objective of characterize morphologically the clades obtained from the molecular analysis and of propose a new taxonomic arrangement for the group.

Os envenenamentos ofídicos constituem um problema relevante de saúde pública em diversas regiões do mundo, particularmente em países da zona tropical e neotropical. A fisiopatologia do acidente ofídico é constituída por uma série de eventos complexos tanto a nível local quanto sistêmico, e o soro antiofídico é o único tratamento utilizado. No entanto, os efeitos tóxicos locais induzidos durante o envenenamento por serpentes, principalmente do gênero Bothrops, não são eficientemente neutralizados pela soroterapia tradicional. Por esta razão, procuram-se alternativas complementares, como as plantas medicinais antiofídicas que são usadas por comunidades que não têm acesso a soroterapia. A flora brasileira possui uma ampla variedade de plantas medicinais com potencial antiofídico, as quais têm sido pouco estudadas cientificamente. Neste estudo foram realizados ensaios in vitro e in vivo de neutralização de peçonhas ofídicas com o extrato aquoso das entrecascas de Anacardium humile (EAAh), e, o isolamento e a caracterização fitoquímica de um inibidor de miotoxinas, o ácido gálico (AG). Para os ensaios de inibição, foram utilizadas soluções contendo peçonha bruta ou toxina isolada misturadas com diferentes quantidades de extrato vegetal que foram previamente incubadas por 30 min a 37°C. Também foi realizada administração do extrato após o envenenamento em diferentes intervalos de tempo para os testes de inibição da miotoxicidade. Observou-se que EAAh tem atividade inibitória sobre os efeitos tóxicos (letalidade, miotoxicidade, e hemorragia) e farmacológicos/enzimáticos (edema, atividade fosfolipásica e coagulante) induzidos pelas peçonhas de serpentes dos gêneros Bothrops, Crotalus, Lachesis e das toxinas isoladas. O extrato vegetal inibiu 100% a letalidade induzida pela peçonha de C. d. terrificus e sua principal neurotoxina, a crotoxina. O EAAh foi submetido a fracionamento cromatográfico analítico, e em condições polares foi possível identificar e isolar o ácido gálico, o qual demonstrou tempo de retenção e espectros de ressonância magnética nucleares similares ao padrão comercial e a dados de literatura deste mesmo composto, respectivamente. O ácido gálico isolado foi capaz de inibir a atividade miotóxica induzida pela peçonha bruta de B. jararacussu e sua principal miotoxina, a bothropstoxina-I, uma PLA2-símile Lys49. A análise dos espectros de dicroísmo circular e os estudos de interação por modelagem molecular sugerem que o ácido gálico forma um complexo com a BthTX-I de B. jararacussu em seu sítio ativo, inibindo sua atividade tóxica. A ligação do ácido gálico com as miotoxinas não modificou nem a forma e nem a intensidade dos espectros de dicroísmo circular, não induzindo alterações significativas na porcentagem dos diversos domínios que constituem a estrutura secundária destas proteínas. O ácido gálico assim como outros taninos, tem revelado-se um bom inibidor das ações tóxicas de peçonhas de serpentes e está relacionado com a ação inibitória do extrato de Anacardium humile. / Ophidian envenomations are a significant problem of public health in several regions of the world, particularly in tropical and neotropical countries. The pathophysiology of snakebite accidents is constituted by a complex series of events both locally and systemically, and the antivenom serum is the only treatment used. However, local toxic effects induced during envenomation by snakes, especially from the genus Bothrops, are not effectively neutralized by the traditional serum therapy. For this reason, additional alternatives are made necessary, such as the use of medicinal plants that are used by communities with no access to serum therapy. The Brazilian flora possesses a wide variety of medicinal plants with antiophidian potential, which have been little-studied scientifically. In the present study, we performed in vitro and in vivo neutralization of snake venoms with the aqueous extract of inner bark of Anacardium humile (EAAh), and the isolation and phytochemical characterization of an inhibitor of myotoxins, the gallic acid (GA). For the inhibition assays, we used solutions containing crude venom or isolated toxin mixed with different amounts of plant extracts that were previously incubated for 30 min at 37°C. Administration of the extract after envenomation was also performed at different time intervals for myotoxicity inhibition assays. It was observed that EAAh has inhibitory activity against the toxic (lethality, myotoxicity and hemorrhage) and pharmacological/enzymatic effects (edema-inducing, coagulant and phospholipase activities) induced by snake venoms of the genera Bothrops, Crotalus, Lachesis and isolated toxins. The plant extract inhibited 100% of the lethality induced by C. d. terrificus venom and its major neurotoxin, crotoxin. The EAAh was subjected to analytical chromatographic separation, and in polar conditions, it was possible to identify and isolate the gallic acid, which showed retention time and nuclear magnetic resonance spectra similar to the commercial standard and to literature data of this same compound, respectively. Gallic acid alone was able to inhibit the myotoxic activity induced by crude venom of B. jararacussu and its main myotoxin, BthTX-I, a Lys49 PLA2-like enzyme. The analysis of circular dichroism spectra and interaction studies by molecular modeling suggest that gallic acid forms a complex with BthTX-I in its active site, which inhibits its toxic activity. The binding of gallic acid to myotoxins did not change neither the form nor the intensity of circular dichroism spectra, not inducing significant changes in the percentage of the various domains that form the secondary structure of these proteins. The gallic acid and other tannins have been showed to be good inhibitors of the toxic effects of snake venoms, and our study showed that this acid is related to the inhibitory action of the Anacardium humile extract.

A tribo Hydropsini compreende três gêneros de serpentes. Dados alimentares são escassos, mas indicam que as espécies consomem principalmente peixes e secundariamente anfíbios anuros. Os Hydropsini são ovíparos ou vivíparos e o polimorfismo é sugerido para algumas espécies. Entretanto, outros aspectos reprodutivos são desconhecidos para a maioria dessas serpentes. Por outro lado, as relações filogenéticas entre os Hydropsini estão estabelecidas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a reprodução e alimentação de doze espécies dos três gêneros, mapear a evolução e analisar possíveis relações entre a evolução de caracteres morfológicos, reprodutivos e alimentares, utilizando a filogenia disponível. Dados foram obtidos de indivíduos preservados (N = 2.871) de espécies amazônicas (Hydrops spp., Pseudoeryx spp., Helicops hagmanni, H trivittatus, H angulatus, H polylepis), do sudoeste (H leopardinus) e sudeste do Brasil (H carinicaudus, H modestus, H infrataeniatus, H gomesi). Os Hydropsini são especialistas em peixes, porém algumas Helicops (exceto H hagmanni) podem consumir anfíbios e lagartos. Hydrops triangularis e P. plicatilis são especialistas em peixes alongados (Synbranchiformes), Peixes Gymnotiformes, Siluriformes e Perciformes foram dominantes nas dietas de Hy. martii, H polylepis e H hagmanni, respectivamente. Nenhum tipo de presa teve dominância importante nas dietas das demais espécies, porém Perciformes foram consumidos com maior freqüência pela maioria. Esses dados indicam que as espécies diferem quanto ao local de forrageio. Aparentemente, o ancestral da tribo possuía cabeça pequena e dieta composta por Synbranchiformes. A dieta se toma mais ampla e o tamanho da cabeça parece ter aumento no ancestral de Helicops. As presas consumidas por muitas Helicops possuem corpos relativamente mais altos e são mais robustas o que pode explicar alterações no crânio de determinadas espécies. Fêmeas atingem a maturidade com tamanho, relativo ao tamanho médio dos adultos, similar em comparação aos machos. Fêmeas são maiores, possuem maior cabeça, circunferência e cauda mais curta que machos. O menor tamanho dos machos indica que o ritual de combate não deve ocorrer na tribo. Os Hydropsini são ovíparos ou vivíparos e o polimorfismo foi confirmado para H angulatus. A reprodução da maioria das espécies deve ser bienal, já que menos de 50% das fêmeas estavam reprodutivas. Os ciclos das fêmeas são sazonais, exceto para H angulatus. A reprodução das espécies amazônicas ocorre ao longo da estação seca e parte da chuvosa. Ciclos reprodutivos restritos às chuvas ocorrem para as espécies do sudeste e sudoeste. Diferenças nos ciclos das fêmeas podem estar associadas à variação no clima dessas regiões. A espermatogênese pode ser contínua ou sazonal. Os duetos deferentes de muitas espécies estão maiores na seca, sugerindo a ocorrência de cópula nesta estação. A fecundidade e o tamanho dos filhotes, relativos ao tamanho das fêmeas, não diferiu entre serpentes ovíparas e vivíparas. A oviparidade é característica plesiomórfica e a viviparidade pode ter surgido três vezes entre as Helicops. A fecundidade parece aumentar no ancestral do clado (Pseudoeryx, Helicops), o qual é composto por serpentes mais robustas em comparação a Hydrops e a muitos Xenodontinae. Porém, o tamanho dos filhotes tende a diminuir nessas serpentes. / The tribe Hydropsini comprises three genera of snakes. Information on food habits is scarce. However previous data indicate that species feed mainly upon fishes but also eat anurans. The Hydropsini are oviparous or viviparous and the polymorphism is suggested for some species. Other reproductive traits are unknown for most species. On the other hand, the phylogenetic relationships of Hydropsini are established. This study aimed to characterize the reproduction and the feeding habits of twelve species of three genera, hypothesise the evolution of morphological, reproductive and diet characters, as well as probable relationships among these traits. Data were obtained from preserved individuals (N = 2.871) of species from northern (Hydrops sp., Pseudoeryx sp., Helicops hagmanni, H. trivittatus, H. angulatus, H. polylepis), southwestern (H. leopardinus) and southeastern Brazil (H. carinicaudus, H. modestus, H. infrataeniatus, H. gomesi). The Hydropsini feed on fishes, but most Helicops eat also frogs and eventually lizards. Hydrops triangularis and P. plicatilis are specialized on Synbranchiformes fishes. Siluriformes, Perciformes and Gymnotiformes were the dominant item in of H. polylepis, H. hagmanni and Hy. martii, respectively. Other species eat several fishes, but Perciformes were consumed more frequently by most. These data here obtained suggest that the species differ in foraging microhabitat. The ancestor of the tribe probably had small head and diet composed predominantly by Synbranchiformes. The diet became widespread and the size of the head increase in the ancestor of Helicops. The preys consumed by most Helicops are stouter and have higher bodies, which may explain changes in the skull of some species. Females and males attain sexual maturity at similar body size, but adult females are larger. Moreover females have larger head and body circumference, and shorter tail than males. The smaller size of males indicates that the combat behavior should not occur in the tribe. The Hydropsini are oviparous or viviparous and the polymorphism was confirmed to H. angulatus. The reproduction of most species may be biennial, since less than 50% of females were reproductive. The cycles of females are seasonal. At the least H. angulatus, has continuous cycle. The reproduction of the Amazonian species occurs throughout the dry season and part of the rainy season. Cycles restricted mainly to the rainy season occur for species in southeastern and southwestern. Differences in the females cycles may be related to distinct climate in the occurrence areas of the species. The spermatogenesis are continuous or seasonal (restricted to the dry or rainy season). The diameter of deferent ducts of most species are larger in the dry season, suggesting that mating is restricted to this season. The fecundity and size of newborns, relative to the body size of female, was similar among species and did not differ between oviparous and viviparous snakes. The oviparity is plesiomorphic and the viviparity may have arisen at the least three times among Helicops. The fecundity increases in the ancestor of the clade (Pseudoeryx, Helicops), which is stouter than Hydrops and many Xenodontinae. However, the size of newborns tends to decrease in these snakes.

Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-09-13T11:58:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação ClaudioMachado.pdf: 8617223 bytes, checksum: 5938f8ebba53a413c9f171550d4ec9af (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-13T11:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação ClaudioMachado.pdf: 8617223 bytes, checksum: 5938f8ebba53a413c9f171550d4ec9af (MD5) / Instituto Vital Brazil. Divisão de Herpetologia. Niterói, RJ, Brasil / Nítidas divergências foram verificadas ao comparar os acidentes crotálicos ocorridos no Estado do Rio de Janeiro no período de 2001 a 2010, disponibilizados na Internet pelo Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN WEB), com a distribuição geográfica de ocorrência de Crotalus durissus no Estado. Com base nas informações sobre a sintomatologia relatada na literatura especializada, foram verificadas as manifestações clínicas existentes nas fichas de investigação para acidentes com animais peçonhentos e determinados os padrões para reconhecer com segurança os acidentes crotálicos. Dessa forma, com base nos dados de acidentes crotálicos registrados pela Secretaria de Estado de Saúde e Defesa Civil do Rio de Janeiro (SESDEC), foi analisada a coerência na sintomatologia apresentada; a distribuição das freqüências de soro e o número de ampolas aplicadas nos acidentes notificados como crotálicos, nos casos leves, moderados e graves. Concluiu-se que as notificações dos acidentes crotálicos no Estado do Rio de Janeiro neste período não refletem a realidade desse agravo e são feitas sugestões para a melhoria da estrutura da rede de informação para acidentes com animais peçonhentos no Brasil. / Significant differences were observed when comparing crotalic accidents which occurred in the State of Rio de Janeiro for the period 2001-2010, available on the Internet for Information System for Notifiable Diseases (SINAN WEB), with the geographical distribution of Crotalus durissus in the mentioned State. Based on the information of the symptoms reported in the literature, we aimed to assess the existing clinical report forms of accidents with venomous animals and to recognize certain patterns of crotalic accidents. Thus, based on the recorded crotalic accident data registred by State Department of Health and Civil Defense of Rio de Janeiro (SESDEC), we analyzed the consistency of the symptoms presented, the frequency of the distribution of serum and the number of ampoules applied in crotalic accidents reported as in mild, moderate and severe. It was concluded that the reports of crotalic accidents in the State of Rio de Janeiro, for this period, does not reflect the reality of this condition and some suggestions are made for improving the structure of the information network for accidents with venomous animals in Brazil.

Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2600688 bytes, checksum: 925d18dd7ebd669f58ba726884baa97c (MD5) Previous issue date: 2013-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Brazil is the country with the highest rate of reported snakebites. The venomous snakes that occur in the country belong to the Viperidae and Elapidae families. Snakebites cause the release of pharmacologically active substances with local effects such as hemorrhage, oedema, necrosis, myotoxicity, cardiotoxicity, neurotoxicity and cytotoxicity, as well as systemic effects such as blood coagulation, spontaneous bleeding, renal and respiratory failure. Snake venoms are rich sources of proteins, peptides, organic and inorganic compounds. The phospholipase A2 (PLA2s) are the most abundant proteins in the snake venom of different genera and exhibit toxic and pharmacology effects of strong medical and scientific interest. The aim of this study was to characterize physic-chemically B-linear epitopes of three phospholipases A2 (BhtTX-I, BthTX-II and BthA-I) isolated from Bothrops jararacussu snake venom recognized by the therapeutic horse anti-ophidic sera; in silico comparative analysis of the B-linear epitopes recognized by the sera that are present and / or absent in other PLA2s isolated from snake venoms; and describe molecules isolated from plant extracts that are able to inhibit the toxic and pharmacological effects of PLA2s. Parallel spot synthesis peptides experiments on cellulose membranes allowed identifying, by chemiluminescence, twelve PLA2s regions recognized by anti-ophidic sera (anti-bothropic and/or anti-crotalic). Comparative analyzes between PLA2s enabled to identify that some regions recognized by anti-ophidic sera are responsible for neurotoxic, anticoagulant and myotoxic activities performed by snakes. Therefore, this work enables interaction regions elucidate molecular serum-protein as well as assist in proposing new inhibitors. / O Brasil é o país com maior índice de acidentes ofídicos registrados. As serpentes peçonhentas que ocorrem no país pertencem às famílias Viperidae e Elapidae. Acidentes ofídicos causam a liberação de substâncias farmacologicamente ativas com efeitos locais como hemorragia, edema, necrose tecidual, miotoxicidade, cardiotoxicidade, neurotoxicidade e citotoxicidade, além de efeitos sistêmicos como coagulação sanguínea, sangramentos espontâneos, insuficiência renal e respiratória. Peçonha de serpentes são fontes ricas de proteínas, peptídeos, compostos orgânicos e inorgânicos. As fosfolipases A2 (PLA2s) são as proteínas mais abundantes nas peçonhas dos diferentes gêneros de serpentes e apresentam efeitos tóxicos e farmacológicos de grande interesse médico-científico. O presente estudo teve por objetivos caracterizar físico-quimicamente epitopos B-lineares de três PLA2s isoladas da peçonha de Bothrops jararacussu reconhecidos pelos soros antiofídicos; analisar comparativamente, in silico, os epitopos B-lineares reconhecidos pelos soros que estão presentes e/ou ausentes em demais PLA2s isoladas de peçonhas de serpentes; relatar moléculas isoladas de extratos vegetais que possibilitem inibir os efeitos tóxicos e farmacológicos das PLA2s. Experimentos de síntese paralela de peptídeos realizadas em membranas de celulose permitiram identificar, por quimiluminescência, doze regiões das PLA2s (BthTX-I, BthTX-II e BthA-I) presentes na peçonha de Bothrops jararacussu reconhecidas por soros antiofídicos (antibotrópico e/ou anticrotálico). Análises comparativas entre PLA2s possibilitaram identificar que algumas regiões específicas que foram reconhecidas pelos soros antiofídicos são responsáveis pelas atividades neurotóxica, miotóxica e anticoagulante desencadeadas pelo ofidismo. Portanto, o presente trabalho possibilita elucidar regiões de interação molecular soro-proteína bem como auxiliar na proposição de novos inibidores.

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

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Proteases are enzymes widely found in all five life being kingdoms. These proteolytic enzymes have been studied and can be used as therapeutic tools due to their actions on physiopathologic events. Metalloproteinase are hydrolytic zinc-binding dependent enzymes which interfere in physiological processes. Snake venom metalloproteinase are widely studied animal toxins. They are divided into classes (PI, PII and PIII) and PI metalloproteinase are composed of a pro-domain and a catalytic domain in its structure. In the present work, we demonstrated the biochemical and functional characteristics of a PI- metalloproteinase (BpMP-II) isolated from B. pauloensis venom. BpMP-II was purified in three chromatography steps on cation exchange resin CM-Sepharose Fast flow, filtration Sephacryl S-300 and anion exchange Capto-Q. The isolated enzyme was homogeneous on SDS-PAGE under reduction and non-reduction conditions, with a molecular weight of 23kDa determined by MALDI-TOF mass spectrometry. The isoeletric focalization demonstrated a slight acid pI (6,1) of BpMP-II. The partial sequence of protein was determined by MS/MS (MALDI-TOF/TOF) and showed high structural similarity with others SVMPs as well as a significant score match. BpMP-II showed high proteolytic activity upon azocasein and bovine fibrinogen and was inhibited by EDTA, 1,10 phenantroline and β-mercaptoethanol. Moreover, this enzyme showed stability at neutral and alkaline pH and it was inactivated at temperatures higher than 60oC. Concentrations higher than 20μg of BpMP-II was able to decrease tEnd cells viability. A slight increase in creatine kinase (CK) levels was noticed when BpMP-II was administrated an intramuscular route on mice. Therefore, the present work permitted the identification and characterization of a molecule with great therapeutic potential. / Proteases são enzimas abundantemente encontradas em todos os cinco grandes reinos de seres vivos. Essas enzimas proteolíticas provenientes da natureza têm sido alvos de estudos com a finalidade de buscar ferramentas de uso terapêutico por atuarem em diversos processos fisiopatológicos. Metaloproteases são enzimas proteolíticas da classe das hidrolases que dependem da ligação de um metal em seu sítio ativo (geralmente o zinco) para exercer suas atividades. Essas enzimas participam de diversos eventos fisiológicos e patológicos. As metaloproteases de peçonha de serpentes (SVMPs) estão entre as toxinas animais mais estudadas. Elas são divididas em classes (PI, PII e PIII) de acordo com a composição estrutural e a presença de domínios. As metaloproteases da classe PI contêm um pró-domínio e o domínio catalítico em sua estrutura. No presente trabalho, nós descrevemos as características bioquímicas e funcionais de uma metaloprotease da classe PI denominada Bothrops pauloensis Metalloproteinase-II (BpMP-II), isolada da peçonha da serpente Bothrops pauloensis. BpMP-II foi purificada utilizando-se três passos cromatográficos em resinas de troca catiônica CM-Sepharose Fast Flow, coluna de gel filtração Sephacryl S-300 e resina de troca aniônica HisTrap Capto-Q. A enzima isolada apresentou-se homogênea em eletroforese em gel de poliacrilamida SDS-PAGE 12,5% sob condições redutoras e não-redutoras, com uma massa molecular de 23kDa determinada por espectrometria de massas MALDI-TOF. O ensaio de focalização isoelétrica resultou em um pI levemente ácido de 6,1 para a BpMP-II. A sequência parcial da proteína determinada por MS/MS (MALDI TOF/TOF) apresentou alta similaridade estrutural com outras SVMPs com score bastante significativo. BpMP-II mostrou alta atividade proteolítica sobre azocaseína sob diferentes condições experimentais e sobre o fibrinogênio bovino com variação de dose, pH. BpMP-II foi inibida por EDTA, 1,10 fenantrolina (agentes quelantes) e β-mercaptoetanol (agente redutor ligação S-S). Além disso, esta protease apresentou estabilidade em pH neutro ou alcalino e foi inativada em temperaturas elevadas (60ºC). BpMP-II mostrou ser citotóxica para células tEnd em concentrações acima de 20μg/μL. Um leve aumento nos níveis de creatina quinase (CK) foi observado quando injetada intramuscularmente em camundongos. Assim, o presente trabalho permitiu identificar e caracterizar uma molécula com grande potencial de aplicação terapêutica. / Mestre em Genética e Bioquímica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CAPÍTULO II: Peçonhas de serpentes são uma mistura complexa de compostos orgânicos e inorgânicos, proteínas e peptídeos, tais como as aminotransferases, acetilcolinesterases, hialuronidases, L-aminoácido-oxidases, fosfolipases A2, metaloproteases, serinoproteases, lectinas, desintegrinas, entre outros. As fosfolipases A2 influenciam direta ou indiretamente no efeito fisiopatológico no envenenamento, pois além de sua participação na digestão das presas, elas apresentam várias outras atividades como ação hemolítica indireta, neurotoxicidade, cardiotoxicidade, ação agregadora de plaquetas, atividades anticoagulante, edematogênica, miotóxica e inflamatória. Neste trabalho, descrevemos a caracterização funcional de BaltMTx, uma PLA2 de Bothrops alternatus que inibe a agregação plaquetária e apresenta efeito bactericida. A purificação de BaltMTx foi realizada por uma combinação de três passos cromatográficos (cromatografia de troca iônica em DEAE-Sephacel, seguido de cromatografia de interação hidrofóbica em Phenyl-Sepharose, e cromatografia de afinidade em Heparina HiTrap™ HP). A proteína foi purificada até à homogeneidade, tal como avaliado pelo seu perfil de migração em SDS-PAGE, corado com azul de Coomassie, que mostrou uma massa molecular de cerca de 15 kDa sob condições redutoras e cerca de 25 kDa em condições não redutoras. BaltMTx mostrou um efeito inibidor específico sobre a agregação plaquetária induzida por epinefrina em plasma humano rico em plaquetas, de uma maneira dose dependente. Todavia, apresentou pouco ou nenhum efeito sobre a agregação plaquetária induzida por colágeno e adenosinadifosfato. BaltMTx, também, mostrou atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli. Altas concentrações de BatlMTx estimulou a proliferação de Leishmania (Leishmania) infantum e Leishmania (Viania) braziliensis. BaltMTx induziu a produção de mediadores inflamatórios tais como IL-10, IL-12, TNF-α e NO. BaltMTx apresenta grande interesse médico, tanto como uma nova ferramenta para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos para a prevenção e tratamento de distúrbios trombóticos, quanto como agente bactericida. / CHAPTER II: Snake venoms are a complex mixture of organic and inorganic compounds, proteins and peptides such as aminotransferases, acetylcholinesterase, hyaluronidases, L-amino acid oxidase, phospholipase A2, metalloproteases, serine proteases, lectins, disintegrins, and others. Phospholipase A2 directly or indirectly influence the pathophysiological effect on envenomation, as well as their participation in the digestion of the prey. They have several other activities such as hemolytic indirect action, cardiotoxicity, aggregating of platelets, anticoagulant, edema, myotoxic and inflammatory activities. In this work, we describe the functional characterization of BaltMTx, a PLA2 from Bothrops alternatus that inhibits platelet aggregation and present bactericidal effect. The purification of BaltMTx was carried out through three chromatographic steps (ion-exchange on a DEAE-Sephacel column, followed by hydrophobic chromatography on Phenyl–Sepharose and affinity chromatography on HiTrap™ Heparin HP). The protein was purified to homogeneity as judged by its migration profile in SDS–PAGE stained with coomassie blue, and showed a molecular mass of about 15 kDa under reducing conditions and approximately 25 kDa in non-reducing conditions. BaltMTx showed a rather specific inhibitory effect on platelet aggregation induced by epinephrine in human platelet-rich plasma in a dose-dependent manner, whereas it had little or no effect on platelet aggregation induced by collagen or adenosine diphosphate. BaltMTx also showed antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. High concentrations of BatlMTx stimulated the proliferation of Leishmania (Leishmania) infantum and Leishmania (Viania) braziliensis. BaltMTx induced production of inflammatory mediators such as IL-10, IL-12, TNF-α and NO. BaltMTx could be of medical interest as a new tool for the development of novel therapeutic agents for the prevention and treatment of thrombotic disorders as well as bactericidal agent. / Dissertação (Mestrado)

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: Lea Rodrigues Simioni, Yoko Oshima Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-09T01:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_SandroRostelato_M.pdf: 1413633 bytes, checksum: 6030097384697994f16895f8fb1a4c92 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O veneno de Bothrops jararacussu (Bjssu) e sua miotoxina bothropstoxina-I (BthTX-I), induzem neurotoxicidade e miotoxicidade. Como o tratamento com o antiveneno é pouco eficaz contra a miotoxicidade, muitos estudos têm sido realizados utilizando substâncias que neutralizem a atividade miotóxica induzida pelo veneno, entre elas, a heparina. Os objetivos deste trabalho foram: 1) verificar o efeito da heparina sobre a miotoxicidade induzida pelo veneno e toxina, utilizando-se uma baixa concentração de heparina, porém capaz de impedir o bloqueio neuromuscular e, 2) esclarecer o papel protetor da heparina contra Bjssu. Controles foram realizados com antiveneno botrópico (AVB) comercial ou solução nutritiva de Tyrode ou salina. Para avaliar a neurotoxicidade empregou-se técnica miográfica convencional em preparações nervo frênico-diafragma de camundongos (in vitro) e nervo ciático poplíteo externo-tibial anterior de ratos (in vivo); para avaliar a miotoxicidade in vitro empregou-se a técnica histológica (microscopia óptica) e in vivo a dosagem bioquímica da creatinoquinase (CK); para avaliar o papel protetor da heparina empregou-se a protamina, um antagonista farmacológico. Os resultados obtidos in vitro mostraram que a resposta contrátil de 12 ± 2% (n=6) frente à incubação com Bjssu (40 µg/mL) por 120 min foi aumentada para 79,6 ± 5,9% (n=6) quando pré-incubado com heparina (5 UI/mL) e 68,3 ± 6,2% (n=6) quando pré-incubado com AVB (120 µL/mL); na mesma situação a BthTX-I (2,9 µM) passou de 5 ± 1,3% (n=8) para 78,8 ± 6,8% (n=8) com heparina e 62,3 ± 6,1% (n=6) com AVB. A média da quantificação do dano morfológico (leitura de três diferentes observadores) mostrou que o veneno provocou lesões de 27% e a toxina de 40%, que passaram para níveis de 5% e 9%, respectivamente, quando tratadas com heparina e 11% e 3% quando com AVB. Os pré-tratamentos não apresentaram diferença significativa em relação ao controle Tyrode. Os resultados in vivo (em ratos) mostraram que as mesmas concentrações de veneno e toxina utilizadas nos ensaios in vitro não provocaram alterações na resposta contrátil; contudo, quando injetados no músculo gastrocnêmio de camundongos, apresentaram níveis plasmáticos de CK (U/L) de: 1454 ± 185 (Bjssu, n=6) diminuindo (P<0,05) para 236 ± 40 (com heparina, n=6) e 47 ± 5 (com AVB, n=6); 1531 ± 166 (BthTX-I, n=5) diminuindo (P<0,05) para 900 ± 149 (com heparina, n=5) e 935 ±135 (com AVB, n=5). A adição de protamina (0,8 UI/mL) aos 15 minutos de incubação da mistura heparina + veneno causou o bloqueio neuromuscular característico do veneno em preparações in vitro. Conclui-se que a heparina é mais eficaz (mas pode ser totalmente bloqueada pela protamina) que o AVB quanto a sua capacidade de impedir a neurotoxicidade in vitro causada por Bjssu e BthTX-I, e que nas mesmas concentrações a heparina demonstrou nenhuma neurotoxicidade in vivo (ratos) e que ela é tão eficiente quanto o AVB na miotoxicidade in vitro, mas menos eficaz in vivo em relação ao veneno bruto / Abstract: Bothrops jararacussu venom (Bjssu) and its myotoxin bothropstoxin-I (BthTX-I) induce neurotoxicity and myotoxicity. Since the treatment with the antivenom is weakly efficient against the myotoxicity, many reports concentrate on studies utilizing substances that neutralize the myotixicity activity induced by the venom, including heparin. The objectives of this work were: 1) to examine the effect of heparin on the myotoxicity induced by venom and toxin, using a low heparin concentration, capable to prevent the neuromuscular blockade and, 2) to examine the protective role of heparin against Bjssu. Control experiments were performed with commercial bothropic antivenom (CBA), Tyrode solution or saline. To examine the neurotoxicity, a conventional myoghraphic technique was used in studies with mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (in vitro) and rat popliteal external nerve/muscle anterior tibialis (in vivo). Histological technique (light microscopy) and biochemical measurement of creatine kinase (CK) were used to examine the myotoxicity in vitro e in vivo, respectively. Protamine (a pharmaceutical antagonist) was used to evaluate the protective role of heparin. The results in vitro showed that the twitch-tension of 12 ± 2% in the presence of Bjssu (40 µg/mL; n=6) after 120 min was increased to 79.6 ± 5.9% when preincubated with heparin (5 UI/ml; n=6) and 68.3 ± 6.2% when preincubated with CBA (120 µL/mL; n=6). Similarly, the BthTX-I (2.9 µM) - induced responses amounted to 5 ± 1.3% (n=8) and 78.8 ± 6.8% with heparin (n=8) and 62.3 ± 6.1% with CBA (n=6). The quantification of morphological changes showed that the venom induced a damage of 27% and the toxin of 40%, which were reduced to 5% and 9%, when treated with heparin and 11% and 3% with CBA, respectively. The pre-treatment did not cause significant differences compared to Tyrode solution. The results in vivo showed that the same concentrations of venom and toxin utilized in in vitro assays did not induce alteration in twitch-tension. However, when injected in mouse gastrocnemius muscle, plasma levels of CK (U/l) of 1454 ± 185 (in the presence of Bjssu, n=6) were decreased to 236 ± 40 (heparin, n=6) and 47 ± 5 (CBA, n=6). Similarly, a value of 1531 ± 166 in the presence of BthTX-I (n=5) was decreased to 900 ± 149 (heparin, n=5) and 935 ±135 (CBA, n=5). The addition of protamine (0.8 UI/ml) at 15 min incubation of the mixture heparin+venom, induced a neuromuscular blockade similar to the venom in in vitro preparations. We conclude that heparin is more efficient (although totally antagonized by protamine) than CBA with respect to the in vitro neurotoxicity induced by Bjssu and BthTX-I, which did not cause myotoxicity in vivo (rats). Heparin is as efficient as CBA in myotoxicity in vitro, but less efficient in vivo compared to the crude venom / Mestrado / Mestre em Farmacologia