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Type: Dissertação
Title: Prospecção e otimização de peptídeos antimicrobianos de Nicotiana sp como alternativa aos antibióticos convencionais
Title in English: Prospecting and optimization of antimicrobial peptides from nicotiana sp. as an alternative to conventional antibiotics
Authors: Mourão, Dário Ryan Arruda Lopes
Mourão, Dário Ryan Arruda Lopes
Advisor: Freitas, Cleverson Diniz Teixeira de
Keywords in Brazilian Portuguese : Mecanismos de ação;Mecanismos de ação;Modificação racional;Modificação racional;Peptídeos antimicrobianos;Peptídeos antimicrobianos;Resistência;Resistência
Keywords in English : Mechanisms of action;Mechanisms of action;Rational modification;Rational modification;Antimicrobial peptides (AMPs);Antimicrobial peptides (AMPs);Resistance;Resistance
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Issue Date: 2026
Citation: MOURÃO, Dário Ryan Arruda Lopes. Prospecção e otimização de peptídeos antimicrobianos de Nicotiana sp como alternativa aos antibióticos convencionais. 2026. 62 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Abstract in Brazilian Portuguese: A resistência bacteriana aos antibióticos convencionais constitui um dos principais desafios da saúde pública, impulsionando a busca por novas estratégias terapêuticas. Nesse contexto, os peptídeos antimicrobianos (PAMs) destacam-se como candidatos promissores devido à sua diversidade estrutural e aos mecanismos de ação distintos. Seis peptídeos naturais (Pep 1- 6) previamente identificados no néctar floral de uma espécie de Nicotiana, extraídos, purificados por técnicas cromatográficas e caracterizados por espectrometria de massas, foram avaliados quanto à atividade antibacteriana frente a Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Klebsiella pneumoniae e Pseudomonas aeruginosa, por meio de ensaios de concentração inibitória mínima (CIM). Entre eles, apenas o Pep6 (denominado posteriormente Nicotianin-I, NI) apresentou atividade inibitória e, embora moderada, foi selecionado como molécula modelo para modificações estruturais por desenho racional. As modificações originaram dois análogos bioinspirados, NI-A e NI-B, com atividade antibacteriana significativamente superior ao peptídeo precursor. Mecanisticamente, NI-A apresentou maior permeabilização de membrana, especialmente contra S. epidermidis, enquanto NI-B induziu elevada produção de espécies reativas de oxigênio em K. pneumoniae, associada a danos morfológicos. Ambos demonstraram maior afinidade pela membrana bacteriana, atribuída ao fortalecimento das interações eletrostáticas. Estruturalmente, NI-A e NI-B adotaram conformação de α-hélice em ambientes miméticos de membrana e permaneceram desordenados em meio aquoso. Nos ensaios de hemólise, NI-A apresentou efeito dependente da concentração, enquanto NI-B não demonstrou hemólise significativa, indicando maior seletividade. Em conjunto, os resultados evidenciam que a modificação racional de peptídeos derivados do néctar de Nicotiana possibilitou a obtenção de análogos com maior eficácia antibacteriana e perfis diferenciados de toxicidade, reforçando seu potencial como protótipos para o desenvolvimento de novas terapias contra infecções bacterianas resistentes.
Abstract: Bacterial resistance to conventional antibiotics is one of the main challenges facing public health, driving the search for new therapeutic strategies. In this context, antimicrobial peptides (AMPs) stand out as promising candidates due to their structural diversity and distinct mechanisms of action. Six natural peptides (Pep 1-6) previously identified in the floral nectar of a species of Nicotiana, extracted, purified by chromatographic techniques, and characterized by mass spectrometry, were evaluated for antibacterial activity against Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa through inhibitory concentration assays. epidermidis, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa using minimum inhibitory concentration (MIC) assays. Among them, only Pep6 (later named Nicotianin-I, NI) showed inhibitory activity and, although moderate, was selected as a model molecule for structural modifications by rational design. The modifications resulted in two bioinspired analogues, NI-A and NI-B, with significantly higher antibacterial activity than the precursor peptide. Mechanistically, NI-A showed greater membrane permeabilization, especially against S. epidermidis, while NI-B induced high production of reactive oxygen species in K. pneumoniae, associated with morphological damage. Both showed greater affinity for the bacterial membrane, attributed to the strengthening of electrostatic interactions. Structurally, NI-A and NI-B adopted an α-helix conformation in membrane-mimetic environments and remained disordered in aqueous media. In hemolysis assays, NI-A showed a concentration-dependent effect, while NI-B did not show significant hemolysis, indicating greater selectivity. Together, the results show that the rational modification of peptides derived from Nicotiana nectar made it possible to obtain analogues with greater antibacterial efficacy and differentiated toxicity profiles, reinforcing their potential as prototypes for the development of new therapies against resistant bacterial infections.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86216
Author's ORCID: https://orcid.org/0009-0005-0800-8087
https://orcid.org/0009-0005-0800-8087
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1905372280229611
http://lattes.cnpq.br/1905372280229611
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0009-0005-0800-8087
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3427885672312583
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DBBM - Dissertações defendidas na UFC

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