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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74046
Type: | Dissertação |
Title: | Efeito citotóxico e imunogenicidade in silico de L-asparaginase recombinante de Phaseolus vulgaris L. |
Title in English: | Cytotoxic effect and in silico immunogenicity of recombinant L-asparaginase from Phaseolus vulgaris |
Authors: | Gomes, José Gabriel da Silva |
Advisor: | Rocha, Bruno Anderson Matias da |
Keywords: | Enzima anticancerígena;Feijão;Proteína recombinante;Citotoxicidade |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | GOMES, José Gabriel da Silva. Efeito citotóxico e imunogenicidade in silico de L-asparaginase recombinante de Phaseolus vulgaris L.. 2023. 66 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | A enzima L-asparaginase desempenha um papel crucial no tratamento da leucemia linfoblástica aguda, um tipo de câncer que afeta principalmente crianças e adolescentes. No entanto, devido à imunogenicidade e atividade glutaminásica, é comum que essas moléculas causem reações adversas ao longo do tratamento. Essas desvantagens estimulam a busca por novas asparaginases que possam mitigar esses problemas. Nessa busca, as plantas têm apresentado ao longo dos anos características promissoras que as tornam candidatas a substituir as enzimas comerciais, que são de origem bacteriana. Nesse contexto, a L-asparaginase recombinante de Phaseolus vulgaris carece de uma caracterização completa de suas propriedades bioquímicas, biofísicas e antineoplásicas. Assim, este trabalho objetivou produzir e caracterizar uma L- asparaginase recombinante de P. vulgaris (Asp-P). Para tanto, a enzima foi expressa em E. coli e purificada por cromatografias de afinidade e exclusão molecular. A atividade enzimática foi medida utilizando reagente de Nessler. Os parâmetros cinéticos e os efeitos de interferentes na atividade enzimática foram determinados. A presença da enzima nas amostras foi analisada por western blotting e espectrometria de massas. A estrutura secundária e a estabilidade térmica da proteína foram ambas avaliadas por dicroísmo circular. Além disso, os efeitos de citotoxicidade em células Raji e K562 foram testados pelo método de MTT. Ferramentas de predição online foram usadas para determinar a imunogenicidade de Asp-P em comparação com a proteína bacteriana. Os resultados mostraram que Asp-P foi expressa com altos rendimentos e atividade específica de 905 U.mg-1 , com máxima atividade em pH 9 e 40° C. Western blots confirmaram a presença de Asp-P nas amostras, bem como nenhum contaminante nativo de L-asparaginase bacteriana. A espectrometria de massas mapeou 93 % da sequência de Asp-P. A enzima reduziu a porcentagem de células viáveis da linhagem Raji abaixo de 50% apenas na maior concentração testada, mas o mesmo não aconteceu para K562. Por fim, os métodos de predição in silico indicaram que Asp-P é menos imunogênica do que as enzimas bacterianas. Juntos, esses resultados mostram que a Asp-P possui propriedades diferentes da enzima nativa e aspectos favoráveis à substituição das enzimas bacterianas. |
Abstract: | The enzyme L-asparaginase plays a crucial role in the treatment of acute lymphoblastic leukemia, a type of cancer that mostly affects children and teenagers. However, due to their immunogenicity and glutaminase activity, it is common for these molecules to cause adverse reactions during treatment. These downsides ignite the search for novel asparaginases that could mitigate these problems. In this quest, plants have shown promising features over the years that turn them into candidates to substitute the commercial enzymes, which are from bacterial source. In this context, Phaseolus vulgaris recombinant L-asparaginase lacks a thorough characterization of its biochemical, biophysical and antineoplastic properties. Thus, this work aimed to produce and characterize a recombinant L-asparaginase from P. vulgaris (Asp-P). For this purpose, the enzyme was expressed in E. coli and purified by affinity and size-exclusion chromatographies. The enzyme activity was measured by the Nesslerization method. The kinetics parameters, thermotolerance and the effects of interferents on enzyme activity were determined. The presence of the enzyme in the samples was analyzed by western blotting and mass spectrometry. The secondary structure and the thermostability of the protein were both assessed by circular dichroism. Also, the cytotoxicity effects of Asp-P on Raji and K562 cells were assayed by MTT method. Online prediction tools were used to determine the immunogenicity of Asp-P in comparison with the bacterial protein. The results showed that Asp-P was expressed with high yields and specific activity of 905 U.mg-1 , with maximum activity at pH 9.0 and 40° C. Western blots confirmed the presence of Asp-P in the samples, as well as no contaminant native E. coli L-asparaginase. Mass spectrometry mapped 93 % Asp-P sequence. Asp-P could reduce Raji viable cells percentage below 50 % only at the highest concentration tested, but the same could not be achieved for K562 cultures. Lastly, in silico prediction methods indicated that Asp-P is less immunogenic than bacterial enzymes. Put together, these results show that recombinant Asp-P has different properties when compared to the native enzyme and has favorable aspects that indicate a promising enzyme to substitute the bacterial ones. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/74046 |
Appears in Collections: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
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