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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/61555
Type: | Tese |
Title: | Análise da estrutura tridimensional, especificidade e atividade anticâncer da lectina Canavalia villosa (Benth) |
Title in English: | Analysis of three-dimensional sctructure,specificity and anticancer activity of the Canavalia villosa (Benth) lectin |
Authors: | Lóssio, Cláudia Figueiredo |
Advisor: | Nascimento, Kyria Santiago do |
Keywords: | Lectina;Glicobiologia;Câncer;Canavalia villosa |
Issue Date: | 2021 |
Citation: | LÓSSIO, Cláudia Figueiredo. Análise da estrutura tridimensional, especificidade e atividade anticâncer da lectina Canavalia villosa (Benth). 2021. 279 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Células utilizam glicanos de superfície para codificar informações moduladoras de processos que variam desde o reconhecimento celular e desenvolvimento de tecidos a apoptose. A decodificação dessas mensagens armazenadas em um glicocódico é desempenhada por moléculas ligantes de carboidratos, e dentre estas, as lectinas se destacam devido a elas serem proteínas já bem caracterizadas e que se ligam a sacarídeos de forma específica e reversível. Dessa forma, as lectinas podem ser capazes de reconhecer determinados tipos celulares de acordo com o perfil de glicosilação expresso nas membranas dessas células. Sabe-se que diversas patologias, incluindo câncer e diabetes, apresentam glicanos mutados nas superfícies de tecidos afetados. Este fato desperta o interessa na área de glicobiologia e lectinologia, no que concerne a busca para desvendar a relação entre a mensagem passada por carboidratos alterados e o desenvolvimento e progressão de enfermidades. À vista disso, a bioprospecção e caracterização de novas lectinas que apresentem potenciais biotecnológicos é interessante em vista das comprovadas aplicações que as lectinas já estudadas apresentam. Este trabalho teve como objetivo analisar a atividade anticâncer da lectina de Canavalia villosa (Cvill), traçando um paralelo entre essa ação e o perfil de afinidade a carboidratos dessa lectina. A estrutura tridimensional de Cvill também foi resolvida, e a partir disso foram feitas análises de interações com glicanos de câncer in sílico. Para isso, Cvill, que já apresenta protocolo de isolamento descrito, teve sua sequência de aminoácidos obtida por espectrometria de massas e sequenciamento gênico. A estrutura tridimensional foi resolvida por cristalografia de macromoléculas e difração de raios X. A especificidade a carboidrato fina de Cvill foi analisada por Glycan Array e Docking molecular, e sua atividade anticâncer foi testada em células de HeLa, nas quais foi avaliada a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), e a ativação de caspases. O nível de expressão de transcritos relacionados com apoptose e autofagia foi avaliado por qPCR. Os resultados mostraram que Cvill apresenta um efeito citotóxico em células de HeLa, com participação do CRD e geração de ROS intracelular na maior dose testada. Também foi observado que a morte celular foi desencadeada por mecanismos que envolvem tanto vias autofágicas quanto apoptóticas, com a expressão aumentada de LC3 e a ativação de caspase 8. Cvill apresenta uma estrutura tridimensional típica de lectinas de leguminosas, com um domínio β-sanduíche e sítios de ligação a carboidratos e metais conservados. |
Abstract: | Cells use surface glycans to encode information that modulates processes ranging from cell recognition and tissue development to apoptosis. The decoding of these messages stored in a glycocode is performed by carbohydrate-binding molecules, and among these, lectins stand out as they are well-characterized proteins that bind to glycans in a highly specific and reversible way. Thus, lectins may be able to recognize specific cell types according to the glycosylation profile expressed in the membranes of these cells. It is known that several pathologies, including cancer and diabetes, present mutated glycans on the surfaces of affected tissues. This fact raises interest in the area of glycobiology and lectinology as these fields try to unravel the relationship among the message conveyed by altered carbohydrates and the development and progression of diseases. In view of this, the bioprospection and characterization of new lectins that may have biotechnological potential is interesting in view of the proven applications that known lectins have presented so far. This work aimed to analyze the anticancer activity of the lectin from Canavalia villosa (Cvill), drawing a parallel among the lectin toxicity and its carbohydrate affinity profile. The three-dimensional structure of this lectin was also solved and used to analyze interactions with cancer glycans in silico. For this, Cvill, which was isolated and partially characterized previously, had its amino acid sequence determined by mass spectrometry and gene sequencing. The three-dimensional structure was solved by macromolecule crystallography and X-ray diffraction. The fine carbohydrate specificity of Cvill was studied by Glycan Array and Molecular Docking, and its anticancer activity was evaluated in HeLa cells, in which ROS production and caspase activation were assessed. The level of apoptosis and autophagy transcripts expression was analyzed by qPCR. The results showed that Cvill has a cytotoxic effect on HeLa cells, with participation of CRD and generation of intracellular ROS at the highest dose tested. It was also observed that cell death was triggered by mechanisms involving both autophagic and apoptotic pathways, with increased expression of LC3 and activation of caspases 8. Cvill presents a three-dimensional structure typical of legume lectins, with a β-sandwich domain and conserved carbohydrate and metal binding sites. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61555 |
Appears in Collections: | PPGBRN - Teses defendidas na UFC |
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