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Dissertacao Quimica Eliane S F Alves.pdf: 4161656 bytes, checksum: 36361e76b0e7ad73aea61043645102f1 (MD5)
Previous issue date: 2012-02-24 / Currently, the emergence of fungi, bacteria and viruses resistant to
multiple drugs has stimulated interest in the development of antimicrobial
peptides with increased therapeutic potential. They generally have properties
of extreme importance as antimicrobial selective toxicity, rapid action,
specific mechanisms of action and a broad spectrum of antimicrobial action.
Many of these features can be found in peptides isolated from frog skin
secretions.
The main factor that differentiates antimicrobial peptides from other
commonly antibiotics used in the conventional therapy is related to their
mechanism of action. The driving force for much of the action of antimicrobial
peptides is their ability to lysis cell membranes, rapidly killing a broad
spectrum of microorganisms. Accordingly, the conformation of the peptide
has a great importance in their interaction with the amphiphilic structure of
biological membranes. The determination of the tridimensional structure by
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique allows the identification of
the spatial position of each amino acid residue and highlighting those that are
important for its action and, therefore, could be modified to increase the
antimicrobial activity. The study of the three-dimensional structure of peptides
in solution is an advantage of the NMR spectroscopy, since it can simulate
the physiological environment, by means of surfactants.
In this context, the tridimensional structures of two synthetic peptides:
ocellatin-P1G16 (GLLDTLKGAAKNVVGGLASKVMEKL-NH2), isolated from
the amphibians Leptodactylus labyrinthicus, and hylin a1 (IFGAILPLALGALKNLIK-NH2), isolated from Hypsiboas Albopunctatus, were
proposed by NMR.
The amphipathic caracter can be visualized by separation of the helix
into two distinct sides, one hydrophobic (nonpolar) and the other hydrophilic
(polar). The peptide hylin a1 in presence of SDS-d25 showed helical structure
between residues Ile-5 to Ile-17 and the peptide ocellatin-P1G16 in SDS-d25
micelles showed a α-helical structure between residues Leu-3 to Lys-24, both
are presented in amphipathic α-helix
Finally, the molecular analyses of amphipathicity, electrostatic
interaction, polarity and exchange hydrogen/deuterium, corroborate the
proposed model, suggesting a model of parallel orientation to the peptide
hylin a1 and the peptide ocellatin-P1G16 a parallel orientation, but with the cterminal
portion immersed in the micelle SDS-d25 between residues Ser-19 to
Leu-25, as observed by analyzing exchange hydrogen/deuterium. These
structural characteristics make these peptides promising candidates for the
development of a new antimicrobial drug. / Atualmente o surgimento de fungos, bactérias e vírus resistentes a
múltiplos fármacos tem estimulado o interesse pelo desenvolvimento de
peptídeos antimicrobianos com maior potencial terapêutico. Eles em geral
possuem propriedades de extrema importância como um amplo espetro
ação antimicrobiana, toxicidade seletiva, ação rápida e mecanismos de ação
específicos. Muitas dessas características podem ser encontradas em
peptídeos isolados da secreção cutânea de anuros.
O principal fator que diferencia peptídeos antimicrobianos de
antibióticos utilizados na terapia convencional está relacionado com o seu
mecanismo de ação. A força motriz para a ação de grande parte de
peptídeos antimicrobianos é sua habilidade em provocar lise em membranas
celulares, matando rapidamente um amplo espectro de microorganismos.
Nesse sentido, a conformação do peptídeo tem uma grande importância em
sua interação com a estrutura anfifílica das membranas biológicas. Nesse
contexto, a determinação da estrutura tridimensional por meio da
espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) possibilita a
identificação da posição espacial de cada resíduo de aminoácido na
estrutura terciaria, destacando aqueles que são importantes para a sua ação
e que, portanto, poderiam ser modificados para aumentar a atividade
antimicrobiana. O estudo da estrutura 3D dos peptídeos em soluçao é uma
vantagem da espectroscopia de RMN, pois se consegue simular o ambiente
fisiológico por meio de sulfactantes.
Nesse contexto, determinou-se através da RMN a estrutura
tridimensional de dois peptídeos sintéticos: ocellatina-P1G16 (GLLDTLKGAAKNVVGGLASKVMEKL-NH2) isolado dos anfíbios
Leptodactylus labyrinthicus, e o peptídeo hilina a1 (IFGAILPLALGALKNLIKNH2),
isolado do anfíbio Hypsiboas albopunctatus.
A anfipaticidade da estrutura pode ser observada pela separação da
estrutura em duas faces distintas, uma hidrofobica (apolar) e outra hidrofilica
(polar). O peptídeo hilina a1, em presença de SDS-d25, apresentou estrutura
helicoidal entre os resíduos Ile-5 a Ile-17 e o peptídeo ocellatina-P1G16, em
presença de SDS-d25, apresentou estrutura em α-hélice entre os resíduos
Leu-3 a Lys-24, ambos em α-hélice anfipática.
Por fim, as análises moleculares de anfipaticidade, interação
eletrostática, polaridade e troca H2O/D2O, apontaram a mesma face de
interação dos peptídeos com a membrana, propondo um modelo de
orientação paralela para o peptídeo hilina a1 e para o peptídeo ocellatina-
P1G16 uma orientação paralela, porém com a porção c-terminal mergulhada
na micela de SDS-d25 entre os resíduos Ser-19 e Leu-25. Tais
características estruturais tornam esses peptídeos candidatos promissores
para o desenvolvimento de um novo fármaco antimicrobiano.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/1049 |
| Date | 24 February 2012 |
| Creators | ALVES, Eliane Santana Fernandes |
| Contributors | LIÃO, Luciano Morais |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Mestrado em Química, UFG, BR, Educação em Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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