Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82308| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Estudo bioquímico e estrutural de uma lectina da alga vermelha Alsidium seaforthii expressa em sistema heterólogo |
| Título en inglés: | Biochemical and structural study of a lectin from the red alga Alsidium seaforthii expressed in a heterologous system. |
| Autor : | Oliveira Neto, José Eduardo de |
| Tutor: | Carneiro, Rômulo Farias |
| Palabras clave en portugués brasileño: | Produção recombinante;Calorimetria de titulação isotérmica;Predição estrutural |
| Palabras clave en inglés: | Recombinant production;Isothermal titration calorimetry;Structural prediction |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | OLIVEIRA NETO, José Eduardo de. Estudo bioquímico e estrutural de uma lectina da alga vermelha Alsidium seaforthii expressa em sistema heterólogo. 2025. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumen en portugués brasileño: | O ambiente marinho, com sua alta biodiversidade, tem se destacado como uma fonte promissora de produtos naturais bioativos, cujas características químicas únicas oferecem grande potencial para o desenvolvimento de novas drogas. As algas são uma rica fonte de compostos com propriedades biotecnológicas promissoras, incluindo lectinas: proteínas e glicoproteínas com capacidade de ligação específica, reversível e não catalítica a carboidratos. A expressão em sistema heterólogo possibilita a purificação de lectinas, cujas fontes naturais apresentam adversidades como sazonalidade, baixo rendimento e a presença de isoformas. O objetivo deste trabalho foi produzir de forma heteróloga a lectina da alga marinha vermelha Alsidium seaforthii, e caracterizá-la bioquimicamente e estruturalmente. A isolectina 3 (BSL3) Alsidium seaforthii foi expressa em vetor pET32a-TEV, e obtida a partir da fração solúvel das culturas bacterianas de Escherichia coli BL21(DE3). A proteína (rBSL3) foi purificada por cromatografia de afinidade em matriz de níquel imobilizado, e a massa molecular foi estimada em 30 kDa por SDS-PAGE 15%. O rendimento final de purificação foi de cerca 1,35 mg por 2,5 litros de cultura induzida. O ensaio de atividade hemaglutinante demonstrou que rBSL3 é capaz de aglutinar eritrócitos de coelho tratados com tripsina, tal como a forma nativa. A rBSL3 exibiu afinidade por tireoglobulina porcina, uma glicoproteína rica em oligossacarídeos com núcleo α1,6-fucosilado. A determinação da estrutura primária por espectrometria de massas em tandem demonstrou identidade com a sequência da lectina nativa. A constante de dissociação do complexo lectina-ligante foi determinada por calorimetria de titulação isotérmica em 53 μM. O tamanho hidrodinâmico da lectina foi de 5,89 nm foi detectado por espalhamento dinâmico da luz. A predição da estrutura secundária por dicroísmo circular demonstrou que rBSL3 é formada por 18,5% de α-hélice; 29,3% de folhas-β; 22,8 % de dobras-β e de 28,5% de estruturas aleatórias. A predição estrutural in sílico realizada por AlphaFold2, baseada em aprendizado de máquinas (machine learning), revelou uma composição majoritária por folhas-β na estrutura secundária e 98,51% de resíduos de aminoácidos dispostos em regiões favorecidas do gráfico de Ramachandran. Logo, considerando a caracterização de rBSL3 no com as propriedades da forma nativa, os resultados evidenciam o potencial como uma ferramenta no diagnóstico de câncer e na citotoxicidade contra células cancerígenas. |
| Abstract: | Marine environments, due to their high biodiversity, stand out as promising sources of bioactive natural products, whose unique structures and chemical properties offer great potential for the development of new drugs. Algae are a rich source of compounds with relevant biotechnological and pharmacological properties, including lectins: proteins and glycoproteins capable of specific, reversible, and non-catalytic binding to carbohydrates. Heterologous expression enables the production and purification of lectins, overcoming limitations of natural sources such as seasonality, low yield, and the presence of isoforms. The aim of this work was to heterologously produce the lectin from the red marine alga Alsidium seaforthii, characterize it biochemically, and predict its three-dimensional structure in silico. The isolectin 3 of Alsidium seaforthii (BSL3) was expressed using the pET32a-TEV vector and obtained from the soluble fraction of Escherichia coli BL21(DE3) bacterial cultures. The protein (rBSL3) was purified by nickel-affinity chromatography, and its molecular mass was estimated at 30 kDa by 15% SDS-PAGE. The final purification yield was approximately 1.35 mg per 2.5 liters of induced culture. The hemagglutination assay showed that rBSL3 is capable of agglutinating trypsin-treated rabbit erythrocytes, similarly to the wild-type form. rBSL3 demonstrated affinity for porcine thyroglobulin, a glycoprotein rich in α1,6-core-fucosylated oligosaccharides, a glycan marker associated with tumor cells. Primary structure determination by mass spectrometry confirmed identity with the native lectin sequence. The dissociation constant of the lectin–ligand complex was determined by isothermal titration calorimetry as 53 μM. The hydrodynamic size of the lectin, 5.89 nm, was determined by dynamic light scattering. Secondary structure prediction by circular dichroism revealed that rBSL3 is composed of 18.5% α-helices, 29.3% β-sheets, 22.8% β-turns, and 28.5% random coils. In silico structural prediction using AlphaFold2, based on machine learning, indicated a secondary structure predominantly composed of β-sheets, with 98.51% of amino acid residues located in favored regions of the Ramachandran plot. Therefore, considering the characterization of rBSL3 in this study alongside the properties of its wild-type form, the results highlight its potential as a tool for cancer diagnostics and studies of cytotoxicity against tumor cells. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82308 |
| ORCID del autor: | https://orcid.org/0000-0002-8730-5573 |
| Lattes del autor: | http://lattes.cnpq.br/9723675904763992 |
| ORCID del tutor: | Rômulo Farias Carneiro |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/8661449734128955 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2025_dis_jeoliveiraneto.pdf | 1,44 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.