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Nanopartículas de ouro associadas à cisteíno-proteases derivadas de Bromelaína: caracterização estrutural e ação colagenolítica

Processo: 19/01487-7
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2019 - 31 de janeiro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica
Pesquisador responsável:Marcelo Yudi Icimoto
Beneficiário:Marcelo Yudi Icimoto
Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Giselle Zenker Justo ; Iseli Lourenço Nantes Cardoso ; Rodrigo Luiz Oliveira Rodrigues Cunha ; Vitor Marcelo Silveira Bueno Brandão de Oliveira
Auxílios(s) vinculado(s):21/07667-7 - Atividade colagenásica de Bromelaína imobilizada em nanopartículas de ouro para aplicações terapêuticas., PUB.ART
Bolsa(s) vinculada(s):20/13030-9 - Síntese de nanopartículas de ouro associadas a cisteíno-proteases derivadas de Bromelaína: caracterização estrutural e ação colagenolítica, BP.TT
20/12626-5 - Caracterização por espectrometria de massas de proteases ligadas a nanopartículas de ouro e ensaio funcional por peptidômica, BP.TT
19/14619-9 - Nanopartículas de ouro associadas à cisteíno-proteases derivadas de Bromelaína: caracterização estrutural e ação colagenolítica, BP.TT
Assunto(s):Enzimologia  Nanopartículas de ouro  Nanotecnologia 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Atividade Colagenolítica | Cisteino-proteases | Enzimologia | nanoparticulas de ouro | Nanotecnologia | Purificação Cromatográfica de Enzimas | Purificação Cromatográfica de Enzimas aplicadas à nanotecnologia

Resumo

A Bromelaína (Bro) é um complexo multiproteico (extraída do abacaxi - Ananas comosus) que se destaca pela presença de pelo menos oito cisteíno-proteases. Em conjunto, estas proteínas apresentam propriedades anti-inflamatórias, anti-coagulantes, anti-tumorais, entre outras, incluindo ainda aplicações nas indústrias de alimentos, cosmética e ambiental. O aumento da estabilidade de proteases é um aspecto fundamental para aplicações, o que pode ser obtido, por exemplo, mediante imobilização em nanopartículas (NPs). Além disso, proteínas podem ser utilizadas durante o processo de síntese de NPs, influenciando nas características físico-químicas das mesmas. Em especial, nanopartículas de ouro (GNPs, "gold nanoparticles") apresentam alta biocompatibilidade e propriedades ópticas, eletrônicas e catalíticas singulares. Com o objetivo de sintetizar e caracterizar novas GNPs produzidas e imobilizadas com proteases, dados preliminares de nosso grupo demonstram que o complexo extrato de Bro atua tanto como agente redutor quanto estabilizante durante o processo de síntese de GNPs. Em contrapartida, uma vez em associação com GNPs, Bro apresentou significativo aumento de estabilidade térmica e recuperação estrutural quando previamente inativada. Frente a membranas de colágeno comerciais, a ação proteolítica da Bro-GNP resultou em perfis estruturais singulares em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Absorção no Infravermelho (ATR-FTIR) quando comparada à Bro livre, sugerindo a importância das proteases individuais que a compõem. Uma vez que GNPs também apresentam uso potencial para entrega de drogas (drug delivery), sua associação com proteases com atividade colagenásica possibilita atuação em matriz extracelular, o que torna as Bro-GNPs interessantes para futuros tratamentos anti-tumorais. Considerando estes efeitos significativos, o presente projeto objetiva purificar as oito frações proteolíticas do complexo Bro e utilizá-las em separado na síntese de GNPs. As formas livres de Bro(1-8) e as Bro(1-8)-GNPs produzidas serão caracterizadas estruturalmente por Microscopia de Transmissão Eletrônica (MET) e funcionalmente com substratos peptídicos fluorogênicos e em membranas de colágeno, as quais serão analisadas e comparadas através das Microscopias Confocal de Varredura por Laser (CLSM), MEV e ATR-FTIR. As Bro(1-8)-GNPs produzidas serão testadas quanto à citotoxicidade em células não-tumorais e tumorais, resultados essenciais para continuidade do projeto em modelos animais in vivo. Em paralelo, realizaremos a purificação das quatro principais cisteíno-proteases contidas no extrato comercial de papaína, bem como a síntese e caracterização inicial de Pap(1-4)-GNPs. Em conjunto, esses dados podem representar um avanço na caracterização de complexos proteases-GNPs e darão subsídios para usos biotecnológico e farmacêutico nestas e em outras aplicações. (AU)

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BRITO, ADRIANNE M. M.; OLIVEIRA, VITOR; ICIMOTO, MARCELO Y.; NANTES-CARDOSO, ISELI L.. Collagenase Activity of Bromelain Immobilized at Gold Nanoparticle Interfaces for Therapeutic Applications. PHARMACEUTICS, v. 13, n. 8, . (18/09158-0, 19/01487-7, 19/14619-9)
ICIMOTO, MARCELO YUDI; BRITO, ADRIANNE MARLISE MENDES; RAMOS, MARCOS PAULO CYRILLO; OLIVEIRA, VITOR; NANTES-CARDOSO, ISELI LOURENCO. Increased Stability of Oligopeptidases Immobilized on Gold Nanoparticles. CATALYSTS, v. 10, n. 1, . (19/01487-7, 17/02317-2, 18/09158-0)
NEVES, RAQUEL LEAO; MAREM, ALYNE; CARMONA, BRUNO; ARATA, JULIA GALANAKIS; RAMOS, MARCOS PAULO CYRILLO; JUSTO, GISELLE ZENKER; DE MELO, FABIANA HENRIQUES MACHADO; OLIVEIRA, VITOR; ICIMOTO, MARCELO YUDI. Expression of thimet oligopeptidase (THOP) modulated by oxidative stress in human multidrug resistant (MDR) leukemia cells. Biochimie, v. 212, p. 10-pg., . (18/09158-0, 19/01487-7, 17/04352-0)
NEVES, RAQUEL LEAO; BRANQUINHO, JESSICA; ARATA, JULIA GALANAKIS; BITTENCOURT, CLARISSA AZEVEDO; GOMES, CAIO PEREZ; RIGUETTI, MICHELLE; DA MATA, GUSTAVO FERREIRA; FERNANDES, DANILO EUCLIDES; ICIMOTO, MARCELO YUDI; KIRSZTAJN, GIANNA MASTROIANNI; et al. ACE2, ACE, DPPIV, PREP and CAT L enzymatic activities in COVID-19: imbalance of ACE2/ACE ratio and potential RAAS dysregulation in severe cases. Inflammation Research, v. 72, n. 8, p. 13-pg., . (19/01487-7, 14/27198-8, 19/05266-5)

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