Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / Acidentes com serpentes são considerados um problema de saúde publica, estando inclusos na lista de doenças tropicais negligenciadas da Organização Mundial da Saúde. No Brasil, a peçonha crotálica é considerada a mais tóxica com letalidade aproximada de 72% em casos não tratados e de 5% nos tratados com soroterapia. Sua composição é variada contendo moléculas, como enzimas, toxinas, peptídeos, carboidratos, e aminoácidos. Dentre as toxinas identificadas no veneno, as principais são as crotamina e crotoxina. O soro comercial utilizado para o tratamento dos envenenamentos com esta serpente é produzido pela hiperimunização de cavalos com venenos do gênero Crotalus, o que gera problemas bioéticos, já que os animais imunizados sofrem os sintomas de envenenamento. Desta forma, a identificação e sínteses de epítopos das principais toxinas do veneno, surgem como uma alternativa para substituir o veneno na produção de moléculas imunológicas capazes de induzir a formação de anticorpos específicos. Este estudo teve como objetivo sintetizar dois peptídeos identificados por técnicas de bioinformática como epítopos conformacionais da crotoxina e crotamina e avaliá-los como imunógenos. As análises in silico indicaram que os peptídeos desenhados eram epítopos conformacionais para a crotoxina e crotamina. Os resultados de ELISA mostraram que ambos os peptídeos foram capazes de ligar aos anticorpos gerados, comprovando, assim, sua capacidade antigênica, e os peptídeos também foram capazes de reconhecer o soro anticrotálico. Já os resultados da soroneutralização in vivo mostrou que também foram capazes de neutralizar o efeito letal do veneno em 100% dos animais imunizados com eles.Por estes peptídeos não serem tóxicos, apresentam-se como uma ótima alternativa na substituição do veneno para produção do soro anticrotálico.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AISLAN SENA STIVAL.pdf: 587198 bytes, checksum: e198d94f5ca28a047840fd9b7bf9147c (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Introduction: Today, Brazil has the second position among the countries with more richness of reptiles in their territory. The Bothrops moojeni is a poisonous snake found abundantly in the Midwest region of Brazil. Neurotoxins are complex mixtures containing neurotoxins, cytotoxins, myotoxins, proteases and nucleases. The venom of Bothrops moojeni and composed a great number of bioactive components that may eventually be a potential therapeutic use in scientific research focused on health. Objectives: The objective of this project was to evaluate the activity of noncytotoxic venom Bothrops moojeni in peripheral blood mononuclear cells (CMN). Methodology: In this work were obtained CMN donations from healthy individuals, MNCs were separated in the density gradient. After activation of CMN with phytohemagglutinin (PHA) and interleukin (IL2) was added different concentrations of cobra venom B. moojeni to evaluate its activity is not cytotoxic. Results: The levels of 0.5 and 0.05 mg / mL crude venom of Bothrops moojeni showed no cytotoxic activity on human peripheral blood CMN. Conclusion: The crude venom of Bothrops moojeni by not showing cytotoxicity at levels of 0.5 and 0.05 mg / mL, is potentially useful for evaluating potential therapeutic effects on these cells infected with microorganisms such as HIV - 1. / Introdução: O Brasil possui hoje a segunda colocação dentre os países com maior riqueza de répteis em seu território. A Bothrops moojeni é uma serpente venenosa encontrada abundantemente na região Centro Oeste do Brasil. O veneno das serpentes são misturas complexas contendo neurotoxinas, citotoxinas, miotoxinas, proteases e nucleases. O veneno da Bothrops moojeni e composto de um grande numero componentes bioativos que poderá ser no futuro um potencial uso terapêutico nas pesquisas científicas voltadas para a área da saúde. Objetivos: O objetivo deste projeto foi o de avaliar a atividade não citotóxica do veneno bruto Bothrops moojeni em células mononucleares de sangue periférico (CMN). Metodologia: Neste trabalho foram obtidas CMN de doações de pessoas sadias, as CMN foram separadas em meio de gradiente de densidade. Após ativação das CMN com fitohemaglutinina (PHA) e interleucina (IL2) foram adicionadas diferentes concentrações do veneno da cobra Bothrops moojeni para avaliar sua atividade não citotóxica. Resultados: As concentrações 0,5 e 0,05 μg/mL do veneno bruto da serpente Bothrops moojeni não apresentou atividade citotóxica sobre CMN do sangue periférico humano. Conclusão: O veneno bruto da serpente Bothrops moojeni por não apresentar citotoxicidade nas concentrações 0,5 e 0,05 μg/mL, é potencialmente útil para verificar possível efeito terapêutico sobre estas células infectadas por microorganismos como por exemplo o HIV - 1.

Com o objetivo de estudar as diferenças de potencial hemorrágico entre metaloproteinases de venenos de serpentes (SVMPs), compararamos a ação da jararagina, toxina hemorrágica da classe P-III, e da BnP1, SVMP da classe P-I fracamente hemorrágica, quanto à ação em proteínas de matriz extracelular (MEC), células endoteliais e distribuição na MEC e endotélio. Nos ensaios de ligação em fase sólida, apenas a jararagina e a jarararagina-C (domínios tipo disintegrina e rico em cisteínas) se ligaram ao colágeno I e IV. Em HUVECs, a jararagina e BnP1 induziram apoptose, mas em modelo de pele, apenas a jararagina induziu intensa hemorragia, acompanhada de degradação do colágeno fibrilar e colágeno IV na região da hipoderme. A jararagina e jararagina-C localizaram-se na parede dos capilares sangüíneos co-localizando-se como o colágeno IV. Esses resultados sugerem que a ligação ao colágeno é importante para a hemorragia induzida pelas SVMPs da classe P-III, promovendo seu acúmulo nas proximidades dos vasos sanguíneos tornando a catalise dos componentes da MEC mais eficiente. / In order to enlighten the mechanisms of hemorrhage induced by snake venom metalloproteinases (SVMPs), the effects of jararhagin, a highly hemorrhagic P-III SVMP and BnP1, a weakly hemorrhagic P-I SVMP, on extracellular matrix (ECM) proteins, endothelial cells, and distribution in MEC and endothelium, was compared. In solid phase assay, only jararhagin and jararhagin-C (disintegrin-like and cysteine-rich domains) bond to collagen I and IV. In HUVECs, jararhagin and BnP1 induced apoptosis, but in skin model only jararhagin induced intense hemorrhage with degradation of the fibrillar collagen and collagen I, in hypodermis region. Jararhagin and jararhagin-C concentrated in blood vessels walls, co-localizing with collagen IV. These results suggest that the collagen binding is important to hemorrhage induced by P-III SVMPs, promoting their accumulation near to the blood vessels, making the catalysis of the basement membrane components more efficient.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / Acidentes com serpentes são considerados um problema de saúde pública, estando inclusos na lista de Doenças Tropicais Negligenciadas da Organização Mundial da Saúde. Apesar da baixa incidência dos acidentes com as serpentes do gênero Micrurus, a potencial gravidade dos mesmos e a escassez de informações bioquímicas dos venenos destas cobras-corais, faz com que aumente a necessidade de investigação. Alguns venenos do gênero Micrurus já possuem seus mecanismos fisiopatológicos e sua composição melhor descritos. Entretanto, para o veneno de Micrurus surinamensis, há poucas informações a respeito da fisiopatologia e seus componentes principais, limitando, desta forma, o melhor entendimento molecular do mecanismo provocado pelo veneno. O soro comercial utilizado para o tratamento dos envenenamentos é produzido pela hiperimunização de cavalos com venenos do gênero Micrurus, porém o veneno de M. surinamensis não é incluso nesta produção, o que pode gerar um tratamento ineficaz em indivíduos picados por esta serpente. Neste sentido, este trabalho procurou investigar as moléculas presentes do veneno e suas atividades. Para avaliar o perfil proteico dos venenos foi realizada eletroforese SDS-PAGE. O veneno de M. surinamensis possui todas as suas proteínas abaixo de 31kDa, enquanto M. frontalis tem bandas até 50kDa. Já em relação a toxicidade, M. frontalis apresentou uma DL50 de 0,69 mg/kg em camundongos e uma EC50 em células MGSO-3 de 4,219 μg, enquanto que M. surinamensis possui uma DL50 de 0,75 mg/kg e uma EC50 de 25,47 μg. A verificação da presença de atividades enzimáticas foi avaliada através de ensaios in vitro. Ambos venenos apresentaram atividade hialuronidásica, entretanto apenas o veneno de M. frontalis apresentou as atividades fosfolipásica e de L-aminoácido oxidase. Para avaliação da capacidade de produzir edema e dor, camundongos tiveram os venenos injetados na pata. Os venenos de M. frontalis e M. surinamensis apresentaram edema consideráveis. Apenas o veneno de M. frontalis foi capaz de gerar dor nos camundongos. Também foi produzido um soro antiveneno de M. surinamensis em coelhos para se realizar uma comparação com os soros comerciais produzidos no Brasil e Costa Rica. Através de ELISA e Western Blot e do ensaio de neutralização em camundongos, foi percebido que o soro produzido em coelhos foi capaz de reconhecer fortemente o veneno de M. surinamensis em ambos os ensaios e também de neutralizar a ação tóxica do veneno em animais. Já os soros comerciais foram capazes de reconhecer e neutralizar apenas parcialmente o veneno de M.surinamensis. O veneno de M. frontalis apresentou comportamento contrário ao de M. surinamensis, não sendo reconhecido pelo soro produzido em coelhos e apresentando reatividade com os soros comerciais. Como conclusão temos que o veneno de M. surinamensis apresenta um perfil proteico e de atividades biológicas muito diferente do veneno de M. frontalis, o que faz com que o veneno não seja totalmente reconhecido e neutralizado pelos soros comerciais antielapídico produzidos no Brasil e na Costa Rica. Este fato se torna um problema de saúde pública, uma vez que indivíduos picados pela serpente da espécie M. surinamensis podem não receber um soro antielapídico eficiente para tratar os efeitos tóxicos do veneno, podendo levar a morte.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-10-19T13:15:55Z No. of bitstreams: 2 Tese - Edailson A. Correa.pdf: 7761566 bytes, checksum: 1872d5e4f92092f139b776f75cc18e5e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-10-19T13:16:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Edailson A. Correa.pdf: 7761566 bytes, checksum: 1872d5e4f92092f139b776f75cc18e5e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-19T13:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Edailson A. Correa.pdf: 7761566 bytes, checksum: 1872d5e4f92092f139b776f75cc18e5e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-08 / Venom components from snakes of the Bothrops genus have a wide range of biological actions that are not yet fully identified or understood. Of these compounds, phospholipases A2 have shown different potential for biotechnological applications. The objectives of this study were to isolate and biochemically and biologically characterize a Lys49 phospholipase A2 from Bothrops neuwiedi urutu venom. The protein was obtained with an elevated degree of purity after two chromatographic steps, the first being anion exchange (DEAE column) and the second reverse phase in a C18 column. The degree of purity and relative molecular mass were assessed by SDS-PAGE, obtaining a typical molecular mass of an svPLA2 of approximately 14 kDa, which was later confirmed by Mass Spectrometry, obtaining a mass value (m/z) of 13,733 Da. Analysis of the phospholipase activity, carried out on the substrate 4N3OBA showed that the isolated PLA2 is enzymatically inactive. The analyses using the Edman degradation method and that of the peptide fragments allowed for the identification of 108 of the toxin’s amino acid residues; high identity was observed with other phospholipases present in the venom of other species of snakes of the Bothrops genus. The data confirmed that it is a novel PLA2-Lys49 isoform from B. n. urutu venom, called BnuTX-I. The modeling in the dimeric form of the molecular structure of the toxin showed about 99.15% homology with PLA2-homologue 1 from Bothrops jararacussu (PDB code: 3I03) and identified the tertiary structure and active site. Biological assays in murine models revealed that both BnuTX-I and the venom were able to induce edema and myotoxic responses. Hemorrhagic activity was only observed for the venom. The antimicrobial and parasitic assays with the venom and BnuTX-I showed, mostly, the growth inhibition of P. aeruginosa strains and L. amazonensis promastigote forms with a CC50 of 22.91 μg/mL and a selectivity index (SI) of 0.44. As for the cytotoxic effects of BnuTX-I in murine macrophages, the toxin presented cytotoxicity at different concentrations (μg/mL), and the production of IL 1β cytokines was observed. The results allowed for the identification and characterization of a new myotoxin isoform with potential for future biotechnological applications. / Os componentes do veneno de serpentes do gênero Bothrops apresentam uma variada gama de ações biológicas ainda não completamente identificadas ou esclarecidas. Dos compostos, as fosfolipases A2 vêm demonstrando diferentes potenciais para aplicações biotecnológicas. Os objetivos deste estudo foram isolar e caracterizar bioquímica e biologicamente uma fosfolipase A2 Lys49 do veneno da serpente Bothrops neuwiedi urutu. A proteína foi obtida com elevado grau de pureza após duas etapas cromatográficas, sendo a primeira de troca aniônica (coluna DEAE) e a segunda de fase reversa em coluna C18. O grau de pureza e a massa molecular relativa foram avaliados por SDS-PAGE, obtendo-se uma massa molecular típica de svPLA2 de aproximadamente 14 kDa, que foi posteriormente confirmada por Espectrometria de Massa obtendo-se o valor de massa (m/z) de 13.733 Da. A análise da atividade fosfolipásica, realizada sob o substrato 4N3OBA, mostrou que a PLA2 isolada é enzimaticamente inativa. As análises pelo método de degradação de Edman e dos fragmentos peptídicos permitiram a identificação de 108 resíduos de aminoácidos da toxina, sendo observada elevada identidade com outras fosfolipases presentes no veneno de outras espécies de serpentes do gênero Bothrops. Os dados confirmaram tratar-se de uma isoforma inédita de PLA2-Lys49 do veneno de B. n. urutu, denominada BnuTX-I. O modelamento, na forma dimérica, da estrutura molecular da toxina mostrou homologia com cerca de 99,15% com a PLA2-homóloga 1 de Bothrops jararacussu (código PDB: 3I03), bem como a identificação das estruturas terciária e do sítio ativo. Os ensaios biológicos mostraram, em modelos murinos, que tanto a BnuTX-I quanto o veneno foram capazes de induzir respostas edematogênica e miotóxica. A atividade hemorrágica foi observada somente para o veneno. Os ensaios antimicrobianos e parasitários realizados com veneno e BnuTX-I mostraram majoritariamente a inibição do crescimento das cepas de P. aeruginosa e de formas promastigota de L. amazonensis com CC50 de 22,91 μg/mL e com índice de seletividade (IS) de 0,44. Quanto aos efeitos citotóxicos, da BnuTX-I sobre macrófagos murinos, observou-se que a toxina apresentou citotoxidade em diferentes concentrações (μg/mL) e produção de citocinas IL 1β. Os resultados possibilitaram a identificação e caracterização de uma nova isoforma de miotoxina com pontecial para futuras aplicações biotecnológicas.

Mudanças ontogenéticas na dieta e na composição do veneno são características freqüentemente observadas em espécies do gênero Bothrops. A serpente Bothrops insularis é endêmica da Ilha da Queimada Grande, litoral Sul de São Paulo, cuja separação do continente ocorreu há aproximadamente 11 000 anos, após a última glaciação ao final do Pleistoceno. Não existem mamíferos na ilha e esta espécie alimenta-se, na fase juvenil, de animais ectotérmicos (artrópodes e anfíbios) e de endotérmicos (aves migratórias) na fase adulta. A população apresenta anormalidades sexuais evidenciadas por machos, fêmeas e intersexos (fêmeas que apresentam hemipênis rudimentares, porém não funcionais). Três filhotes de B. insularis (1 macho e 2 intersexos) nascidos em cativeiro, de uma fêmea intersexo, foram mantidos no Laboratório de Herpetologia do Instituto Butantan, seus venenos extraídos (idades de 10, 15, 20, 24,33 e 41 meses) e liofilizados para utilização em ensaios subseqüentes. Utilizou-se também o veneno da mãe da ninhada e um pool de venenos de exemplares adultos. A análise eletroforética (SDS-PAGE 7,5- 17,5%) evidenciou similaridades entre as amostras de venenos nas diferentes fases de vida dos animais. A análise densitométrica revelou um aumento pronunciado da expressão de uma banda protéica na faixa de massa molecular de 24kDa. O teor protéico dos venenos variou de 618 a 1189 g de proteína por mg de veneno. Os resultados experimentais sugerem que fosfolipases A2 e hialuronidases não têm expressão pronunciada na fase adulta dos animais (41 meses). Os venenos foram capazes de hidrolisar as cadeias A e B do fibrinogênio e promover áreas de lise em placa de fibrina, independentemente da idade analisada. O progressivo aumento de intensidade da atividade hemorrágica e proteólise em zimografia sugere uma regulação da expressão de proteases, sobretudo de metaloproteases (uma característica importante, uma vez que esta espécie apresenta uma alteração ontogenética de dieta, alimentando-se de presas maiores quando os animais se tornam adultos). Por outro lado, a atividade proteolítica sobre a caseína não apresentou um aumento ontogenético significativo. Ensaios com inibidores de proteases, mostraram que EDTA e ortofenantrolina (10 mM) diminuíram expressivamente a atividade gelatinolítica em zimografia, reduziram a área de lise em placa de fibrina e inibiram a clivagem das cadeias A e Bdo fibrinogênio. Os venenos dos animais jovens (15 meses) mostraram-se mais ativos nos ensaios de coagulação sanguínea (Dose Mínima Coagulante sobre o Plasma e ativação dos fatores X e II da cascata de coagulação sanguínea) em relação ao dos adultos (41 meses). Observou-se uma maior toxicidade dos venenos para abelhas e aves, contudo não foi possível estabelecer diretamente uma relação ontogenética. Para mamíferos (camundongos) os venenos do Intersexo 1 e do Macho (41 meses) apresentaram menores valores de DL50 em relação aos demais. A miotoxicidade das amostras dos venenos mostrou-se acentuada na fase inicial de vida dos animais (15 meses). Foram evidenciadas variações individuais ao longo das análises efetuadas neste trabalho, contudo a variabilidade ontogenética mostrou-se presente na maioria dos ensaios realizados. A seletividade do veneno para presas locais foi demonstrada pela eficácia do veneno para artrópodes e aves, em detrimento a mamíferos. Desta forma, conclui-se que o veneno possui peculiaridades na sua composição que favorecem a alimentação desta serpente em seu habitat insular e, embora haja uma marcante alteração de dieta durante a ontogênese desta espécie, a toxicidade do veneno para os itens alimentares locais é uma característica presente durante toda a vida dos animais. / Ontogenetic changes on diet and venom composition are a common feature among Bothrops species. Bothrops insularis is an endemic snake of Queimada Grande Island, South coast of são Paulo State, which mainland separation has ocurred for about 11 000 years ago, after the last glaciation, at late Pleistocene. There are no mammals on the Island and B .insularis feed on ectothermic preys when young (arthropods and amphibians) and endothermic (migratory birds) when becomes adult. Sexual abnormalities are often verified on B. insularis population with males, females and intersexes existence (females with non-functional rudimentary hemypenis). Three B. insularis siblings (1 male and 2 intersexes) borned on captivity, from an Intersex female, were kept in Herpetology Laboratory on Instituto Butantan. Venoms were extracted (10, 15, 20, 24, 33 and 41 months of animal’s age) and lyophilized for subsequent assays. Offspring’s mother venom and a pool of B. insularis adult venoms were also analyzed as a comparison parameter. Electrophoretic profiles (SDS-PAGE 7,5- 17,5%) showed similar patterns among samples at distinct animal’s ages. Densitometric analysis showed increase of expression of proteic band at 24 kDa of molecular mass range. Protein content varies of 618 up to 1189 g of protein per mg of venom. Experimental results suggests that phosfolipases A2 and hyaluronidases do not have an increase on its expression on adult phase (41 months) of B .insularis. Venoms were able to hydrolyze A and B fibrinogen chains and to promote lysis on fibrin plate, regardless of animal’s age. The increase of haemorrhagic activity and proteolysis on zimography profiles, suggests a regulation of protease expression, mainly of metaloproteases (an important characteristic, since this species has an ontogenetic shift on its diet, feeding on larger preys when becomes adult). On the other hand, proteolytic activity upon casein did not show significative ontogenetic variability. Protease inhibithors assays showed that EDTA and orthophenantrolin (10 mM) expressively reduced gelatinolytic activity on zimography, fibrin plate lysis area, and were able to prevent A and B fibrinogen chains cleavage. Venoms from young animals (15 months) had higher coagulant activity than adult ones (Minimum Coagulant Dose upon human Plasma and activation of blood coagulation cascade factors X and II). Venom toxicity was higher for bees (just-emerged Apis mellifera) and chicks (one day age Bovans white chicks), although a direct relation with ontogeny was not established. Intersex 1 and male venoms (41 months) showed the lower LD50 values for mammals (mice). Prominent myotoxicity was found for young venoms (15 months). Experimental results showed individual variability, and, mainly, a conspicuous ontogenetic variability. Venom selectivity towards local preys was demonstrated by the expressive toxicity upon arthropods and chicks, in comparison to mammals. Our results show that Bothrops insularis venom had peculiarities on its composition that support snake’s diet on its insular habitat and, although a clearly ontogenetic diet change occurs on this species, venom toxicity towards local preys is a characteristic present during all lifetime of this species.

A bothropasina é uma proteína hemorrágica de 48 kDa, pertencente à classe P-III das metaloproteases, isolada a partir do veneno bruto da serpente brasileira Bothrops jararaca, e que possui os domínios adesivos desintegrina (D) e rico em cisteína (C). Neste trabalho, nós apresentamos a estrutura cristalográfica da bothropasina complexada ao inibidor POL647. O domínio catalítico , metaloprotease (M), pode ser dividido em dois subdomínios, dispostos de maneira muito similar aos descritos para essa família de metaloproteases de venenos de serpentes (em inglês \"SVMPs\"), que inclui os sítios de ligação ao zinco e ao cálcio. A cisteína livre, resíduo Cys189, está localizado em um núcleo hidrofóbico e, sendo assim, impossibilitado de fazer pontes dissulfeto ou qualquer outra interação. O domínio D não apresenta estruturas secundárias bem definidas, sendo constituído, majoritariamente, por estruturas desordenadas como \"loops\", porém estabilizados por 7 pontes dissulfeto e por dois íons cálcio. A região do motivo ECD está localizada em um \"loop\" e é estruturalmente relacionado à região RGD das desintegrinas-RGD, derivadas de SVMPs da classe P-II. O motivo ECD é estabilizado pela ponte dissulfeto Cys277-Cys310 (entre os domínios D e C), além de um íon cálcio. A cadeia lateral do Glu276 do motivo ECD está exposta ao solvente. Na bothropasina, a região hiper variada (em inglês HVR), descrita para outras P-III de SVMPs, presente no domínio C, de fato, é bastante conservada quando comparada a outros membros da classe P-III de diversas espécies. Nós propomos que esse subgrupo deva ser referido como PIII-HCR (região altamente conservada) SVMPs. Ainda é proposto que as diferenças estruturais dos domínios D, C ou DC possam estar envolvidas em uma melhor adaptação da estrutura na interação com diferentes alvos, além do reconhecimento e especificidade a um substrato para o domínio M. / Bothropasin is a 48kDa hemorrhagic P-III metalloprotease isolated from the venom of the Brazilian snake Bothrops jararaca, which has the disintegrin (D) and cysteine-rich (C) adhesive domains. We present the crystal structure of the bothropasin complexed with the inhibitor POL647. The catalytic domain, metalloprotease (M), consists of two subdomains in a very similar scaffold to the ones described for other snake venom metalloproteases (SVMPs) including the zinc and calcium binding sites. The free cysteine, residue Cys189, is in a hydrophobic core and it is not available for disulfide bonding or other interactions. The D domain does not have a defined secondary structure, but instead is composed by mostly loops stabilized by seven disulfide bonds and by two calcium ions. The ECD region is in a loop and it is structurally related to the RGD region of RGD-disintegrins, which are derived from P-II SVMPs. The ECD motif is stabilized by the Cys277-Cys310 disulfide bond (between D and C domains) and by one calcium ion. The side chain of the Glu276 of the ECD motif is solvent exposed. In bothropasi, the HVR (hyper-variable region) described for other P-III SVMPs in the C domain in fact presents a well conserved sequence with respect to several other P-III members from different species. We propose that this subset be referred to as PIII-HCR (highly-conserved region) SVMPs. We further propose that the structural differences in the D, C or DC domains may be involved in selecting target binding which in turn could generate substrate diversity or specificity for the M domain.

Orientador: Marcos Hikari Toyama / Resumo: Os acidentes ofídicos foram recentemente incorporados na lista de doenças tropicais negligenciadas pela Organização Mundial de Saúde (OMS). No Brasil, uma parcela significativa destes acidentes (10%) é ocasionada pela serpente Crotalus durissus terrificus (Cdt), popularmente conhecida como cascavel. Dentre os componentes do veneno, a fosfolipase A2 secretória (sPLA2) representa aproximadamente 35% da massa do veneno seco. A Cdt sPLA2 responde pela atividade mais importante e clinicamente significativa que inicia com o processo inflamatório logo após o contato com a peçonha. Quando não tratada, a peçonha pode fazer com que o indivíduo sofra com insuficiência renal aguda, a qual não é neutralizada em curto espaço de tempo, nem mesmo pelo antiveneno específico. O processo inflamatório em diversas doenças humanas, está altamente relacionado com a formação de altas quantidades de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (EROs e ERNs), conhecido como explosão oxidativa/nitrosativa. Este processo é combatido por moléculas de baixo peso molecular como (vitaminas D e E, e glutationa), como também por enzimas antioxidantes, como a catalase (Cat), superóxido dismutase (Sod) e peroxirredoxinas (Prx). Já foi demonstrado que as sPLA2 humanas compartilham grande similaridades bioquímicas e farmacológicas com seus homólogos de serpentes e são capazes de induzir a formação de EROs e ERNs em células de mamíferos, mas nenhum estudo até o presente momento abordou de forma sistemática danos em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Snake envenomation have recently been added to the list of tropical neglected diseases by the World Health Organization (WHO). In Brazil, a significant portion of ophidian accidents (~ 10%) is caused by the Crotalus durissus terrificus (Cdt) snake, popularly known as rattlesnake. Among the components of the venom, secretory phospholipase A2 (sPLA2) accounts for approximately 35% of the mass of the dry venom. Cdt sPLA2 accounts for the most important clinical damages and to the ingflammmatory proccess. When untreated, venomation can cause acute renal failure, which is not neutralized in a short time, not even by the specific antivenom. The inflammatory process, which is very well characterized in several human diseases, is highly related to the formation of high amounts of reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS), known as oxidative / nitrosative burst. This process is counteracted by low molecular weight molecules such as vitamins D and E and glutathione, as well as antioxidant enzymes such as peroxiredoxins (Prx). human sPLA2 share high biochemical and pharmacological similarities with their snake homologs and are able to induce the formation of ROS and RNS in mammalian cells, but no study to date has systematically addressed damage to biomolecules carried out by ROS and RNS and the expression of peroxiredoxins in response to sPLA2 administration of snakes. We have recently shown that the administration of polyphenolic extracts of Laguncularia racemosais able to in... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Rolando Ié null (rolandoye@yahoo.com.br) on 2018-04-04T17:57:27Z No. of bitstreams: 1 Dissert_Ie_Rolando_Final[3220].pdf: 2455707 bytes, checksum: 3f68750eb72fdc030f1392cc3293f665 (MD5) / Rejected by Disleide Silvia Valerio Gounella null (disleide@clp.unesp.br), reason: Boa tarde. Fazer as seguintes modificações: - Alterar o título do arquivo para o nome do trabalho, ou seja, o arquivo deverá ter o título da dissertação; - Incluir a folha de aprovação com data e assinada pela banca; - Acertar a formatação da ficha catalográfica; - Corrigir a palavras chave "veneno serpente" que estão separadas, para "venenos de serpentes" como consta no seu trabalho. Qualquer dúvida, entre em contato. abs. Disleide Silvia Valerio Gounella Bibliotecária CLP - São Vicente Fone: (13)3569-7154 Mailto: disleide@clp.unesp.br skype: disleidesilviavaleriogounella on 2018-04-04T19:13:48Z (GMT) / Submitted by Rolando Ié null (rolandoye@yahoo.com.br) on 2018-04-11T17:36:23Z No. of bitstreams: 1 Avaliação da ação protetora de extratos de Laguncularia racemosa na evolução da atividade farmacológica de sPLA2 Danos moleculares e resposta antioxidante durante o processo inflamatório..pdf: 3375211 bytes, checksum: 47ae3733003877ba3ff44a4417474111 (MD5) / Approved for entry into archive by Disleide Silvia Valerio Gounella null (disleide@clp.unesp.br) on 2018-04-11T18:09:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ie_r_me_svic.pdf: 2864379 bytes, checksum: 0b7eb6759926f7f64a9bfde5500083ea (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T18:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ie_r_me_svic.pdf: 2864379 bytes, checksum: 0b7eb6759926f7f64a9bfde5500083ea (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Outra / Os acidentes ofídicos foram recentemente incorporados na lista de doenças tropicais negligenciadas pela Organização Mundial de Saúde (OMS). No Brasil, uma parcela significativa destes acidentes (10%) é ocasionada pela serpente Crotalus durissus terrificus (Cdt), popularmente conhecida como cascavel. Dentre os componentes do veneno, a fosfolipase A2 secretória (sPLA2) representa aproximadamente 35% da massa do veneno seco. A Cdt sPLA2 responde pela atividade mais importante e clinicamente significativa que inicia com o processo inflamatório logo após o contato com a peçonha. Quando não tratada, a peçonha pode fazer com que o indivíduo sofra com insuficiência renal aguda, a qual não é neutralizada em curto espaço de tempo, nem mesmo pelo antiveneno específico. O processo inflamatório em diversas doenças humanas, está altamente relacionado com a formação de altas quantidades de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (EROs e ERNs), conhecido como explosão oxidativa/nitrosativa. Este processo é combatido por moléculas de baixo peso molecular como (vitaminas D e E, e glutationa), como também por enzimas antioxidantes, como a catalase (Cat), superóxido dismutase (Sod) e peroxirredoxinas (Prx). Já foi demonstrado que as sPLA2 humanas compartilham grande similaridades bioquímicas e farmacológicas com seus homólogos de serpentes e são capazes de induzir a formação de EROs e ERNs em células de mamíferos, mas nenhum estudo até o presente momento abordou de forma sistemática danos em biomoléculas efetuados por EROs e ERNse a expressão de proteínas antioxidantes em resposta a administração de sPLA2 de serpentes. Recentemente demonstramos que a administração de extratos de Laguncularia racemosa (mangue branco) capazes de inibir a ação da trombina, entretanto não foram efetuadas avaliações se a aplicação do extrato de L. racemosa frente a Cdt sPLA2. Também e importante salientar que apesar de existir inúmeros trabalhos de caracterização bioquímica, farmacológica e estrutural de sPLA2 de serpentes até o presente momento poucos trabalhos tiveram como objetivo sua produção de forma recombinante. Este ponto é importante pois a manipulação gênica destas proteínas, através de mutações sitio dirigidas, podem auxiliar a identificar resíduos envolvidos na catálise, levando a uma melhor compreensão dos mecanismos funcionais, abrindo caminho para novas abordagens terapêuticas para o tratamento do envenenamento por serpentes. Adicionalmente, a enzima sPLA2 de origem animal é utilizada em processos biotecnológicos e possui importância econômica. Este trabalho teve dois grandes objetivos: 1) investigar a existência de danos oxidativos, a expressão de proteínas antioxidantes em resposta a administração de sPLA2 de Crotalus durissus terrificus (Cdt sPLA2), bem com avaliar possíveis efeitos protetores da administração de extratos butanólico e de acetato de etila extraídos de folhas de L. racemosa após a inoculação da Cdt sPLA2 na fase tardia da edemaciação; 2) Obtenção de sPLA2 recombinante de Cdt (Cdt sPLA2r) visando fornecer subsídios para sua manipulação genética e maior entendimento de seu funcionamento. Com relação ao primeiro objetivo nossos resultados indicam que os extratos de L. racemosa não são capazes de inibir o processo de edemaciação induzido por Cdt sPLA2. A investigação de processos indicadores de estresse oxidativo como oxidação de sulfidrilas, carbonilação proteica e peroxidação lipídica não idicaram a existência de estresse oxidativo na fase tardia do processo de edemaciação ocasionado por Cdt sPLA2. Tambem avaliamos os níveis de expressão e modificação das proteínas antioxidantes Sod, Cat e Prx2 por western blot, e os resultados também revelaram que os níveis da enzima foram muito similares independente da administração de Cdt sPLA2 ou Cdt sPLA2 com extratos de L. racemosa. Em conjunto os resultados indicam fortemente que não ocorre estresse oxidativo na fase tardia do processo da edemaciação por Cdt sPLA2.No caso do segundo objetivo foi possível clonar, expressar e purificar a enzima recombinante Cdt sPLA2 (Cdt sPLA2r). Análises da atividade de fosfolipase revelaram que Cdt sPLA2r possuipadrão de atividade Michaeliana ao passo que a enzima purificada do veneno possui perfil alostérico. Adicionalmente a velocidade inicial (V0) de Cdt sPLA2r(10.8 × 10-1 µM/s) foi maior que para a enzima nativa (7.1 × 10-1 µM/s). A expressão de Cdt sPLA2r abre caminhos para investigações envolvendo mutações sítio dirigidas para melhor entendimento da enzima, a qual também possui importância biotecnológica. Em conjunto os resultados apresentados neste trabalho representam avanços na compreensão do processo de toxicológico envolvido na ação de Cdt sPLA2 e de sua expressão recombinante. / Snake envenomation have recently been added to the list of tropical neglected diseases by the World Health Organization (WHO). In Brazil, a significant portion of ophidian accidents (~ 10%) is caused by the Crotalus durissus terrificus (Cdt) snake, popularly known as rattlesnake. Among the components of the venom, secretory phospholipase A2 (sPLA2) accounts for approximately 35% of the mass of the dry venom. Cdt sPLA2 accounts for the most important clinical damages and to the ingflammmatory proccess. When untreated, venomation can cause acute renal failure, which is not neutralized in a short time, not even by the specific antivenom. The inflammatory process, which is very well characterized in several human diseases, is highly related to the formation of high amounts of reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS), known as oxidative / nitrosative burst. This process is counteracted by low molecular weight molecules such as vitamins D and E and glutathione, as well as antioxidant enzymes such as peroxiredoxins (Prx). human sPLA2 share high biochemical and pharmacological similarities with their snake homologs and are able to induce the formation of ROS and RNS in mammalian cells, but no study to date has systematically addressed damage to biomolecules carried out by ROS and RNS and the expression of peroxiredoxins in response to sPLA2 administration of snakes. We have recently shown that the administration of polyphenolic extracts of Laguncularia racemosais able to inhibit the action of thrombin, however, were not evaluated the action of L. racemosa extractsadministration combat the deleterious effects of the Cdt sPLA2. It is also important to point out that although there are numerous biochemical, pharmacological and structural characterizations of sPLA2 from snakes, at the presene, few studies have aimed at its production by recombinant techniques. This is very important since the genetic manipulation of these proteins through site-directed mutations can help identify residues involved in catalysis, leading to a better understanding of the functional mechanisms, which may in future be reflected in new therapeutic approaches. Additionally, these enzymes are used in biotechnological processes.This work had two main objectives: 1) to investigate the existence of oxidative damages, the expression of antioxidant proteins in response to sPLA2 administration of Crotalus durissus terrificus (Cdt sPLA2), and to evaluate possible protective effects of the administration of butanolic and acetate extracts of ethylene extracted from L. racemosa leaves after inoculation of the Cdt sPLA2 at the late stage of edema; 2) the production of recombinant Cdt sPLA2 (Cdt sPLA2r) to provide subsidies for its genetic manipulation aiming a better understanding of molecular aspects of the enzyme function as also its applicability in biotechnological processes. Regarding the first objective, our results indicate that extracts of L. racemosawere not able to inhibit the process of the edema induced by Cdt sPLA2. The investigation of oxidative stress markers such as sulfhydryl oxidation, protein carbonylation and lipid peroxidation did not identify the existence of oxidative stress in the late phase of the edemaprocess caused by Cdt sPLA2. We also evaluated levels of expression and modification of the antioxidant proteins Sod, Cat and Prx2 by western blot, and the results also revealed that enzyme levels were very similar regardless of the administration of Cdt sPLA2 or Cdt sPLA2 with extracts of L. racemosa. Together the results strongly indicate that oxidative stress does not occur in the late phase of the edema caused by Cdt sPLA2. In the case of the latter objectives it was possible to clone, express and purify the recombinant enzyme Cdt sPLA2 (Cdt sPLA2r). Analysis of the phospholipase activity revealed that Cdt sPLA2r has a Michaelian environment activity whereas the enzyme purified from the venom has an allosteric profile. In addition, the initial velocity (V0) of the Cdt sPLA2r (10.8 × 10-1 μM / s) was higher than for the native enzyme (7.1 × 10-1 μM / s). The expression of Cdt sPLA2r opens pathways for investigations involving site directed mutations to a better understanding of the enzyme, which also has biotechnological importance. Together the results presented in this work represent advances in the understanding of the toxicological process involved in the action of Cdt sPLA2 and its recombinant expression.

A bothropasina é uma proteína hemorrágica de 48 kDa, pertencente à classe P-III das metaloproteases, isolada a partir do veneno bruto da serpente brasileira Bothrops jararaca, e que possui os domínios adesivos desintegrina (D) e rico em cisteína (C). Neste trabalho, nós apresentamos a estrutura cristalográfica da bothropasina complexada ao inibidor POL647. O domínio catalítico , metaloprotease (M), pode ser dividido em dois subdomínios, dispostos de maneira muito similar aos descritos para essa família de metaloproteases de venenos de serpentes (em inglês \"SVMPs\"), que inclui os sítios de ligação ao zinco e ao cálcio. A cisteína livre, resíduo Cys189, está localizado em um núcleo hidrofóbico e, sendo assim, impossibilitado de fazer pontes dissulfeto ou qualquer outra interação. O domínio D não apresenta estruturas secundárias bem definidas, sendo constituído, majoritariamente, por estruturas desordenadas como \"loops\", porém estabilizados por 7 pontes dissulfeto e por dois íons cálcio. A região do motivo ECD está localizada em um \"loop\" e é estruturalmente relacionado à região RGD das desintegrinas-RGD, derivadas de SVMPs da classe P-II. O motivo ECD é estabilizado pela ponte dissulfeto Cys277-Cys310 (entre os domínios D e C), além de um íon cálcio. A cadeia lateral do Glu276 do motivo ECD está exposta ao solvente. Na bothropasina, a região hiper variada (em inglês HVR), descrita para outras P-III de SVMPs, presente no domínio C, de fato, é bastante conservada quando comparada a outros membros da classe P-III de diversas espécies. Nós propomos que esse subgrupo deva ser referido como PIII-HCR (região altamente conservada) SVMPs. Ainda é proposto que as diferenças estruturais dos domínios D, C ou DC possam estar envolvidas em uma melhor adaptação da estrutura na interação com diferentes alvos, além do reconhecimento e especificidade a um substrato para o domínio M. / Bothropasin is a 48kDa hemorrhagic P-III metalloprotease isolated from the venom of the Brazilian snake Bothrops jararaca, which has the disintegrin (D) and cysteine-rich (C) adhesive domains. We present the crystal structure of the bothropasin complexed with the inhibitor POL647. The catalytic domain, metalloprotease (M), consists of two subdomains in a very similar scaffold to the ones described for other snake venom metalloproteases (SVMPs) including the zinc and calcium binding sites. The free cysteine, residue Cys189, is in a hydrophobic core and it is not available for disulfide bonding or other interactions. The D domain does not have a defined secondary structure, but instead is composed by mostly loops stabilized by seven disulfide bonds and by two calcium ions. The ECD region is in a loop and it is structurally related to the RGD region of RGD-disintegrins, which are derived from P-II SVMPs. The ECD motif is stabilized by the Cys277-Cys310 disulfide bond (between D and C domains) and by one calcium ion. The side chain of the Glu276 of the ECD motif is solvent exposed. In bothropasi, the HVR (hyper-variable region) described for other P-III SVMPs in the C domain in fact presents a well conserved sequence with respect to several other P-III members from different species. We propose that this subset be referred to as PIII-HCR (highly-conserved region) SVMPs. We further propose that the structural differences in the D, C or DC domains may be involved in selecting target binding which in turn could generate substrate diversity or specificity for the M domain.