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Type: TCC
Title: Análise estrutural de uma lectina de Bauhinia ungulata por ferramentas de bioinformática
Authors: Souza Filho, Cláudio Henrique Dahne de
Advisor: Nascimento, Kyria Santiago do
Co-advisor: Cavada, Benildo Sousa
Keywords: Bioinformática;lectina;antígeno Tn;Bauhinia ungulata
Issue Date: 2019
Citation: SOUZA FILHO, Cláudio Henrique Dahne de. Análise estrutural de uma lectina de Bauhinia ungulata por ferramentas de bioinformática. 2019. 64 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Brazilian Portuguese: Carboidratos podem ser moléculas envolvidas no armazenamento de informações. O papel de codificação de informações biológicas é desempenhado, principalmente, pelos carboidratos presentes na membrana plasmática, que constituem o glicocálice de uma célula. Glicanos de superfície estão envolvidos em diversas funções celulares, como no reconhecimento e na adesão entre células, na coagulação sanguínea, na resposta imune, migração celular, interação parasita-hospedeiro, metástase, entre outros. Alterações no padrão de glicosilação da superfície das células podem indicar anormalidades, como o que acontece em vários tipos de cânceres. Dentre essas alterações, uma que merece destaque é a superexpressão do antígeno Tn, cuja detecção prévia nessas doenças é de extrema importância. Essa detecção pode ser realizada utilizando lectinas. Lectinas são proteínas ou glicoproteínas que reconhecem carboidratos de maneira específica, reversível e sem alterar sua estrutura. Lectinas de origem vegetal, principalmente de plantas leguminosas (família Fabaceae) são as mais estudadas. Dentro das leguminosas, lectinas pertencentes à subfamília Caesalpinioideae ainda tem poucos dados em relação a estrutura-função. Nesta subfamília, um dos gêneros mais conhecidos é o Bauhinia, ao qual pertencem as plantas chamadas popularmente de “pata-de-vaca”. Várias lectinas de Bauhinia já foram purificadas e possuem várias atividades biológicas, como anti-inflamatória, anticoagulante, imunomodolatória, antitumoral e marcadoras de linhagens celulares de câncer. A fim de abordar de maneira mais minuciosa as duas últimas atividades e avaliar o potencial de lectinas deste gênero para estudos de oncologia, a lectina das sementes de Bauhinia ungulata (BUL) foi escolhida como objeto de estudo para se realizar uma análise estrutural por meio de ferramentas de bioinformática. Neste trabalho, objetivou-se determinar a estrutura tridimensional da BUL por modelagem por homologia e avaliar a sua interação a diferentes ligantes por meio de valores obtidos de docking molecular. Os resultados obtidos a partir da modelagem foram satisfatórios, de acordo com os parâmetros de validação. Observou-se que o monômero da BUL é composto por um motivo jellyroll, característico de lectinas de leguminosas. Os resultados de docking mostraram que a BUL interage de forma favorável a N-acetil-D-galactosamina (GalNAc), α-lactose, antígeno Tn, peptídeos derivados do antígeno Tn e um trissacarídeo contendo fucose e GalNAc nas suas porções terminais. A partir desses resultados, pode-se inferir que esta lectina possa vir a ser uma potencial ferramenta no uso de marcação de linhagens celulares de câncer que expressam antígeno Tn e fucose. Entretanto, estudos estruturais mais avançados, como simulações de dinâmica molecular, além de testes in vitro e in vivo, são necessários para confirmar essas potenciais aplicações da BUL.
Abstract: Carbohydrates are multifunctional molecules involved in the storage information. The role of coding biological information is mainly played by the carbohydrates present in the plasma membrane, which constitute the glycocalyx of a cell. These surface glycans are involved in many functions, like cell recognition, cell adhesion, blood clothing, immune response, cell migration, parasite-host interaction, metastasis etc. Changes in the pattern of cell surface glycosylation may indicate abnormalities, as happens in many cancers. Among these changes, one that deserves attention is the overexpression of the Tn antigen, whose early detection in these diseases is extremely importante for its diagnosis. Such detection can be performed using lectins. Lectins are proteins or glycoproteins that recognize carbohydrates in a specific manner without altering their structure. Plant lectins, mainly from leguminous plants (Fabaceae family) are the most studied ones. Within the legumes, lectins belonging to the Caesalpinioideae subfamily still have few data regarding their structure-function relationship. In this subfamily, one of the best known genera is Bauhinia, whose representatives are popularly called "cow's hoof". Several Bauhinia lectins have already been purified and have various biological activities, such as anti-inflammatory, anticoagulant, immunomodulatory, anti-tumor and cancer cell markers. In order to assess these latter activities more thoroughly and to evaluate the potential of Bauhinia lectins as tools in oncology studies, Bauhinia ungulata seed lectin (BUL) was chosen as the object of study to conduct a structural analysis through bioinformatics tools. This work aimed to determine the three-dimensional structure of BUL by homology modeling and to evaluate its interaction with different ligands through molecular docking. The results obtained from the modeling were satisfactory, according to the validation parameters. It was observed that the BUL monomer is composed of a β-sandwich fold or jellyroll motif, which is a characteristic of legume lectins. The docking results showed that BUL interacts favorably with N-acetyl-D-galactosamine (GalNAc), α-lactose, Tn antigen, Tn antigen-derived peptides and two forms of a trisaccharide, one containing fucose and one containing GalNAc on its terminal portion. From these results, it can be inferred that this lectin may be a potential marker in cell lines which overexpress Tn antigen and fucose on its surface. However, more advanced structural studies, such as molecular dynamics simulations, as well as in vitro and in vivo tests, are needed to confirm these potential applications of BUL.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/48233
Appears in Collections:CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - BACHARELADO - Monografias

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