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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/43019| Type: | Tese |
| Title: | Características estruturais e funcionais de lectinas de Diocleinae |
| Authors: | Ramos, Márcio Viana |
| Advisor: | Moreira, Renato de Azevedo |
| Keywords: | Bioquímica |
| Issue Date: | 1996 |
| Citation: | RAMOS, Márcio Viana. Características estruturais e funcionais de lectinas de Diocleinae. 1996. 134 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 1996. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | As características estruturais e funcionais de lectinas da sub-tribo Diocleinae foram analisadas por diferentes técnicas bioquímicas e computacionais. As cinco lectinas estudadas, apresentaram considerável grau de similaridade em todas propriedades avaliadas, bem como, mostraram-se semelhantes a ConA, a lectina mais bem estudada desta sub-tribo. A determinação da especificidade fina destas proteínas, por carboidratos simples e complexos, bem como por diferentes glicoproteínas, mostrou que a afinidade de cada proteina por um ligante específico é diferente, embora todas lectinas testadas, sejam glicose/manose específicas. Estas diferenças foram ainda mais evidenciadas quando a interação, em tempo real, entre cada lectina e diferentes glicoproteínas, foi medida por ressonância pIamônica de superficie. Todas as lectinas testadas, incluindo a ConA, mostraram um alto grau de identidade imunológica, determinada por ELISA, utilizando-se anticorpos policlonais antiConA e anti-DGL. Com respeito a estrutura secundária, as lectinas avaliadas apresentaram núcleos hidrofóbicos e hidrofilicos em regiões semelhantes, ao longo da sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica, quando avaliadas por Hydrophobic Cluster Analysis (HCA) e Perfil Hidropático. O modelamento molecular das estruturas tridimensionais das lectinas ConBr, ConM, DGL e DLEL foi desenvolvido a partir das coordenadas cristalográficas da lectina ConA. Os modelos tridimensionais obtidos, sugerem que estas lectinas formam uma família de proteínas com estruturas fortemente conservadas durante a evolução e que associada a suas especificidades idênticas, devem exercer a(s) mesma(s) função(es) biológica(s) em suas plantas. O estudo comparativo do sitio de interação das lectinas modelizadas com diferentes monossacarídeos, sugere mudanças conformacionais nas proteínas para permitir a interação com ligantes especficos, bem como explica o papel dos carbonos C3, C4 e C6 do carboidrato, na interação. Embora o carbono C2 não esteja envolvido na interação lectinacarboidrato, a afinidade do complexo é alterada de acordo com o grupo químico ligado a este carbono. A interação das lectinas íntegras e suas subunidades a (semi)purificadas com glicoproteínas, mostrou que a afinidade de cada complexo é, em geral, mais forte, quando apenas estruturas compostas de subunidades a (semi)purificadas são testadas. Embora a estrutura do cristal da ConA sugira para esta proteína uma estrutura tetramérica; em solução, todas as lectinas de Diocleinae avaliadas por sistema de FPLC, apresentaram estrutura monomérica predominante em pH ácido. Em pH neutro e básico, a composição dimérica foi largamente predominante, sendo que, apenas traços de tetrâmero foi evidenciado nas lectinas ConA e CFL. Estes resultados indicam, que existe uma mistura, em equilíbrio, entre as formas monomérica, dímérica e tetramérica, dependente do pH e que em pH fisiológico estas proteínas são essencialmente diméricas. |
| Abstract: | The structural and functional features of lectins from sub-trib e Diocleinae were analysed by different biochemical and computational techniques. The five lectins studied showed similar properties and are in agreement with that from ConA, the most celebrated lectin from this sub-tribe. The fine specificity of the lectins to simple and complex carbohydrates, as well as glycoproteins, showed rather differences in affinity of each lectin and their specific ligands. These differences were also evidenciated when the real time interaction between the lectins and some glycoproteins was measured by surface plasmon ressonance. All tested lectins, including ConA lectin, exhibited expresive immunological identity as determined by ELISA experiments, using anti-ConA and anti-DGL polyclonal antibodies. The secondary structure of the lectins avaliated by Hydrophobic Cluster Analysis and Hydropatic Profile indicated similar hydrophobic and hydrophilic core in equivalent regions along their sequences, thus suggesting similar general features on their secondary structure. The molecular modelling of ConBr, ConM, DGL and DLEL lectins was performed from the crystallographic coordenates of ConA. Their three-dimentional models suggest that these lectins constitute a family of proteins which have been strongly conserved structures during evolution and that, associated to their identical specificity, indicates that they should play the same biological functions in their plants. The comparative study of the monosaccharide binding-site of the modelled lectins with differents monosaccharides, suggest that conformational changes in the protein structure is required to make possible the lectin-ligand interaction. The role played by C3, C4 and C6 Carbon could also be evaluated. Although the C2 Carbon is not directly envolved in interactions, the affinity of the complex is altered, according to the chemical group bound to C2. The significance of a, b and y subunits in the inhibitory activity by glycoproteins, including ConA lectin, was investigated. Although ConA a subunit had been sucessfully isolated, some lectins were resistent to the same treatment. Results from the inhibition tests showed that different proportions of the subunits (aby) in the composition of the quaternary structure could explain the differences in affinity among lectins. Although the crystal structure of ConA lectin suggests a tetrameric structure for this protein, in solution, all lectins from Diocleinae avaliated by gel filtration cromatography on FPLC system, exhibited predominantly dimeric forms at neutral and basic pH values, and a monomereric form at low pH, indicating an equilibrium mixture of monomeric, dimeric and tetrameric forms depending on pH. |
| Abstract in French: | Les caractéristiques structurales et fonctionnelles des lectines de la sub-tribe Diocleinae ont été analysée par différentes techniques biochimiques. D'un poin de vue méthodologique, en ce qui concerne aux études structurales, nous avons mis en oeuvre de techniques couplé a programmes d'analyse structural et visualization graphique. Les cinq lectines étudiées ont présentés des expressives similarités et ressemblent avec celle de la graine de Canavalia ensiformis, la ConA. La détermination de la spécificité fine de ces protéines par des gluicides carbohydrates simples et complexes, ainsi que des glycoprotéines, ont montré que l'affinité de chaque protéine par un ligand spécifique est différent, même si toutes les lectines testés soient reconnue comme glucose/mannose spécifiques. Ces différences ont été encore établi par mesure de l'interaction en temps réel entre chaque lectine et différentes glycoprotéines par ressonance plasmonique de surface. Les experiments d'ELISA, développé avec des anticorps policlonaux anti-ConA et anti-DGL, ont montrées que les lectines de Diocleinae ont une expressive identité imunologique et partagent des epitopes antigeniques commun. L'analyse des caractéristiques structurales par les méthodes HCA ainsi que profil hydropatiqué des différents lectines de Diocleinae sont très proches et comparables a ceut déterminés pour la ConA et ses identités ont été confirmer par modélisation moléculaire. Les modelés tridimensionnelle de ces lectines ressemblent vivement la structure de la ConA. L' étude comparative du site de l'interaction de lectines modélisées avec différents sucrés suggére que de changements conformationales chez les proteines sont nécessaíres pour permettre l'interaction entre lectine et sucre. En outre, cela peut aussi expliquer le rôle joué par les carbones C3, C4 et C6 du sucre sur l'interaction. Bien que le Carbone C2 ne sois pas enveloppé sur l'interaction lectine-sucre, l'affinité du complexe, en général, change en conformité avec le groupement chimique lié dans cette position. L'interaction des lectines natives e ses sous-unités a (semi)purifiées avec de glycoprotéines, ont montré que l'affinité de chaque complexe est, en général, plus forte quand les lectines sont composées essentiellement de la sous-unité a sont testées. Seulement Ia structure tétramêre de Ia lectine ConA a été proposée par des études cristallographiques, cependant les résultats obtenu par filtration en gel mesuré par système de FPLC, avec des lectines des Diocleinae, ont suggérées que ces protéines sont composées par une mixture de monomère, dímère et tétramère qui dépend du pH. A pH physiologique ces protéine sont essentiellement composées par structure dimère. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/43019 |
| Appears in Collections: | DBBM - Teses defendidas na UFC |
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