CARNEIRO, Rômulo Farias. Purificação e caracterização bioquímica de lectinas ligantes de galactose isoladas de invertebrados marinhos. 2017. 72 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PPGBiotec (ppgbiotec@ufc.br) on 2017-06-01T12:00:34Z
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Previous issue date: 2017 / Lectins, which are found in all living organisms, are sugar-binding proteins that differ from immunoglobulins and glycoenzymes because they are not produced as an adaptive immune response, and they contain no site for the enzymatic modification of their ligands. Lectins have been studied for more than a century because of their ability to decipher glycocode. Excepting Crustacea (Arthropoda) and Bivalvia (Mollusca), marine invertebrates have been poorly studied compared to the distribution and presence of lectins. This work aimed to isolate lectins from groups of invertebrates with poorly studied, biochemically characterize such
lectins and to evaluate its effect on the formation of bacterial biofilms. Lectins were isolated from the sponge Aplysina lactuca (ALL), the eggs gastropod Aplysia dactylomela (ADEL) and the sea urchin Echinometra lucunter (ELEL). ALL is a dimer formed by two identical 16 kDa subunits linked by disulfide bonds with affinity for lactulose, lactose and mucins. Its primary structure is similar to the Axinella polypoides lectin and its secondary structure is formed mainly by β-sheet. ADEL is a high mannose glycoprotein formed by two identical 27 kDa subunits linked by disulfide bonds. Its primary structure showed similarity with other lectins obtained from aplysid eggs. The secondary structure of ADEL is rich in β-sheet and sensitive to the
presence of carbohydrates. ADEL showed affinity for several galactosides, especially for galacturonic acid (Ka = 1,5 x 107 M-1). The three-dimensional ADEL model reveals a new carbohydrate recognition domain. ELEL is a rhamnose binding lectin formed by two 11 kDa subunits linked by disulfide bonds. ELEL showed affinity for carbohydrates containing the same orientation in the hydroxyls of C-2 and C-4 as galactose. Its primary structure was similar to lectins found in eggs of sea urchins and fish. The three-dimensional ELEL structure model suggests the predominance of β-sheets in a β-sandwich domain. Ab initio calculations suggest the interaction of ELEL with a common receptor in tumor cells, Gb3. In addition, the three
lectins showed ability to agglutinate bacteria and / or inhibitory effect of the growth of bacterial biofilms. In conclusion, this work reveals that invertebrates represent an excellent source of new galactose binding lectins and presenting inhibitory effect in the bacterial growth and/or antibiofilm, so these new lectins may be useful as biotechnological tools in the near future. / Lectinas animais podem ser definidas como proteínas ou glicoproteínas que reconhecem carboidratos de maneira específica, mas não participam do metabolismo dos mesmos e não pertencem a qualquer uma das principais classes de imunoglobulinas. As lectinas têm sido estudadas por mais de um século devido sua capacidade de decifrar o glicocódigo. Com exceção dos grupos Crustacea (Arthropoda) e Bivalvia (Mollusca), os invertebrados marinhos têm sido pouco estudados quanto à distribuição e presença de lectinas. Este trabalho objetivou isolar lectinas de grupos de invertebrados pouco estudados, caracterizar bioquimicamente as lectinas e avaliar seu efeito sobre a formação de biofilmes bacterianos. Lectinas foram isoladas da esponja Aplysina lactuca (ALL), de ovos do gastrópode Aplysia dactylomela (ADEL) e do
ouriço do mar Echinometra lucunter (ELEL). ALL é um dímero formado por duas subunidades idênticas de 16 kDa unidas por pontes dissulfeto com afinidade por lactulose, lactose e mucinas. Sua estrutura primária é semelhante à da lectina da esponja Axinella polypoides e sua estrutura secundária é formada principalmente de folhas β. ADEL é uma glicoproteína do tipo high mannose composta por duas subunidades idênticas de 27 kDa unidas por pontes dissulfeto. A estrutura primária apresentou similaridade com outras lectinas de ovos de aplisídeos. A estrutura secundária de ADEL é rica em folhas β e sensível a presença de carboidratos. ADEL apresentou afinidade para diversos galactosídeos, em especial para ácido galacturônico (Ka = 1,5 x 107 M-1). O modelo tridimensional de ADEL revela um novo domínio de reconhecimento
a carboidratos. ELEL é uma lectina ligante de ramnose formada por duas subunidades de 11kDa unidas por pontes dissulfeto, exibindo afinidade por carboidratos contendo a mesma orientação nas hidroxilas de C-2 e C-4 que a galactose. Sua estrutura primária foi semelhante a outras lectinas encontradas em ovos de ouriço e peixes. O modelo de estrutura tridimensional de ELEL sugere a predominância de folhas β em um domínio do tipo sanduíche β. Cálculos ab initio sugerem a interação de ELEL com um receptor comum em células tumorais, o Gb3. Ademais, as três lectinas apresentaram capacidade de aglutinar bactérias e/ou efeito inibitório do crescimento de biofilmes bacterianos. Em conclusão, este trabalho revela que invertebrados
marinhos representam excelente fonte de novas lectinas ligantes de galactose e com efeito antibiofilme, sendo assim estas novas lectinas podem ser ferramentas biotecnológicas úteis em um futuro próximo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/22975 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Carneiro, Rômulo Farias |
| Contributors | Nagano, Celso Shiniti, Sampaio, Alexandre Holanda |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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