Caracterização estrutural, funcional e análise da resposta imune in vivo de uma serinoprotease recombinante de Crotalus durissus collilineatus modificada por PEGlação

• Processo: 16/04761-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2020
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Farmácia - Análise Toxicológica
• Pesquisador responsável: Eliane Candiani Arantes Braga
• Beneficiário: Ernesto Lopes Pinheiro Junior
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/23236-4 - Toxinas animais nativas e recombinantes: análise funcional, estrutural e molecular, AP.TEM
• Assunto(s): Resposta imune Serina proteases Crotalus durissus Venenos de origem animal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Crotalus durissus collilineatus | Expressão heteróloga de toxinas | Modificação pós-traducional por PEGlação | Serinoproteases de peçonhas de serpentes | Sistema Imunológico | Toxinologia

Resumo

As serpentes pertencentes ao gênero Crotalus são classificadas, filogeneticamente, como pertencentes à superfamília Colubroidea, família Viperidae e subfamília Crotalinae. Fazem parte deste gênero aproximadamente 29 espécies e, na América do Sul, os exemplares encontrados são representados pela espécie Crotalus durissus. Entre os constituintes da peçonha destas espécies, encontra-se uma alta concentração de crotoxina, toxina majoritária da peçonha, com ação neurotóxica, além de metaloproteases, serinoproteases, fatores de crescimento, entre outros compostos. As serinoproteases de peçonhas de serpentes são capazes de afetar o sistema hemostático de suas vítimas, dada a semelhança destas toxinas com enzimas endógenas, presentes nas vias de ativação do sistema de coagulação, fibrinólise e agregação plaquetária. Desta maneira, são consideradas como promissores agentes terapêuticos, além de ferramentas biotecnológicas. A expressão de toxinas em sistemas heterólogos é um processo importante na transição de toxina a agente terapêutico, uma vez que possibilita a obtenção destas biomoléculas em quantidades suficientes para estudos mais aprofundados e, possivelmente, comercialização do novo biofármaco. Por outro lado, é conhecida a imunogenicidade desencadeada pela administração de proteínas exógenas em diversos organismos, ocasionando a destruição do biofármaco e, consequentemente, a perda de atividade terapêutica. A PEGlação, processo de modificação química no qual há a conjugação de polietilenoglicol (PEG) às proteínas, visa reduzir a velocidade deste processo e de diversos outros fatores envolvidos na degradação destas biomoléculas in vivo. Desta forma, o presente projeto propõe a purificação de uma serinoprotease de interesse biotecnológico da peçonha de Crotalus durissus collilineatus, bem como sua expressão em sistema heterólogo, purificação da proteína recombinante e conseguinte PEGlação, utilizando um derivado de PEG, denominado m-PEG-Maleimide. Estudos de caracterização bioquímica funcional e determinação da especificidade dos subsítios enzimáticos serão realizados visando a elucidação das propriedades funcionais destas enzimas. A resposta imune, desencadeada pela enzima nas suas formas recombinante e recombinante PEGlada, também será avaliada, a fim de determinar se a PEGlação desta biomolécula é capaz de reduzir a imunogenicidade in vivo. Adicionalmente, estudos in vitro envolvendo a ativação do sistema complemento pelas enzimas recombinante e recombinante PEGlada serão realizados. Em relação à caracterização estrutural, as estruturas tridimensionais da enzima nas formas nativa e recombinante serão propostas através de modelagem molecular, além da determinação dos seus diferentes padrões de glicosilações. (AU)

Publicações científicas

(11)

(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)

GLADKIKH, IRINA; PEIGNEUR, STEVE; SINTSOVA, OKSANA; LOPES PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO; KLIMOVICH, ANNA; MENSHOV, ALEXANDER; KALINOVSKY, ANATOLY; ISAEVA, MARINA; MONASTYRNAYA, MARGARITA; KOZLOVSKAYA, EMMA; et al. Kunitz-Type Peptides from the Sea Anemone Heteractis crispa Demonstrate Potassium Channel Blocking and Anti-Inflammatory Activities. BIOMEDICINES, v. 8, n. 11, NOV 2020. (16/04761-4)

BOLDRINI-FRANCA, JOHARA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; ARANTES, ELIANE CANDIANI. Functional and biological insights of rCollinein-1, a recombinant serine protease from Crotalus durissus collilineatus. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, v. 25, APR 8 2019. (16/04761-4, 14/16182-3, 12/14996-8)

EMAM, AYA M.; PEIGNEUR, STEVE; DEPUYDT, ANNE-SOPHIE; IBRAHIM, SAMY M.; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; EL-SADEK, MOHAMED; HENDRICKX, LOUISE; TYTGAT, JAN; KOTHAYER, HEND. Quinazolinone dimers as a potential new class of safer Kv1 inhibitors: Overcoming hERG, sodium and calcium channel affinities. BIOORGANIC CHEMISTRY, v. 115, OCT 2021. (16/04761-4)

GIGOLAEV, ANDREI M.; KUZMENKOV, I, ALEXEY; PEIGNEUR, STEVE; TABAKMAKHER, VALENTIN M.; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO L.; CHUGUNOV, ANTON O.; EFREMOV, ROMAN G.; TYTGAT, JAN; VASSILEVSKI, ALEXANDER A.. Tuning Scorpion Toxin Selectivity: Switching From K(V)1.1 to K(V)1.3. FRONTIERS IN PHARMACOLOGY, v. 11, JUL 7 2020. (16/04761-4)

ABREU, CAIO B.; BORDON, KARLA C. F.; CERNI, FELIPE A.; OLIVEIRA, ISADORA S.; BALENZUELA, CARLA; ALEXANDRE-SILVA, GABRIEL M.; ZOCCAL, KARINA F.; REIS, MOUZARLLEM B.; WIEZEL, GISELE A.; PEIGNEUR, STEVE; et al. Pioneering Study onRhopalurus crassicaudaScorpion Venom: Isolation and Characterization of the Major Toxin and Hyaluronidase. FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, v. 11, AUG 20 2020. (17/00586-6, 16/04761-4, 17/04724-4, 17/03580-9, 19/10173-6, 17/14035-1, 18/21233-7)

BOLDRINI-FRANCA, JOHARA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; PEIGNEUR, STEVE; PUCCA, MANUELA BERTO; CERNI, FELIPE AUGUSTO; BORGES, RAFAEL JUNQUEIRA; COSTA, TASSIA RAFAELLA; IMAI CARONE, SANTE EMMANUEL; DE MATTOS FONTES, MARCOS ROBERTO; SAMPAIO, SUELY VILELA; et al. Beyond hemostasis: a snake venom serine protease with potassium channel blocking and potential antitumor activities. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, MAR 11 2020. (15/18432-0, 15/00740-0, 18/14158-9, 16/24191-8, 15/16714-8, 17/13485-3, 11/23236-4, 17/14035-1, 16/04761-4, 14/16182-3, 15/17286-0)

FIGUEIREDO BORDON, KARLA DE CASTRO; COLOGNA, CAMILA TAKENO; FORNARI-BALDO, ELISA CORREA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; CERNI, FELIPE AUGUSTO; AMORIM, FERNANDA GOBBI; PINO ANJOLETTE, FERNANDO ANTONIO; CORDEIRO, FRANCIELLE ALMEIDA; WIEZEL, GISELE ADRIANO; CARDOSO, IARA AIME; et al. From Animal Poisons and Venoms to Medicines: Achievements, Challenges and Perspectives in Drug Discovery. FRONTIERS IN PHARMACOLOGY, v. 11, JUL 24 2020. (17/14035-1, 17/00586-6, 18/14158-9, 19/10173-6, 18/21233-7, 17/04724-4, 13/26619-7, 16/04761-4, 17/03580-9, 13/26200-6)

MITCHELL, MICHELA L.; HOSSAIN, MOHAMMED AKHTER; LIN, FENG; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO L.; PEIGNEUR, STEVE; WAI, DOROTHY C. C.; DELAINE, CARLIE; BLYTH, ANDREW J.; FORBES, BRIONY E.; TYTGAT, JAN; et al. Identification, Synthesis, Conformation and Activity of an Insulin-like Peptide from a Sea Anemone. BIOMOLECULES, v. 11, n. 12, DEC 2021. (16/04761-4)

AMORIM, FERNANDA GOBBI; CORDEIRO, FRANCIELLE ALMEIDA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; BOLDRINI-FRANCA, JOHARA; ARANTES, ELIANE CANDIANI. Microbial production of toxins from the scorpion venom: properties and applications. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 102, n. 15, p. 6319-6331, AUG 2018. (16/04761-4, 14/16182-3, 11/12317-3, 12/14996-8)

PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; KALINA, RIMMA; GLADKIKH, IRINA; LEYCHENKO, ELENA; TYTGAT, JAN; PEIGNEUR, STEVE. Tale of Toxin Promiscuity: The Versatile Pharmacological Effects of Hcr 1b-2 Sea Anemone Peptide on Voltage-Gated Ion Channel. ARINE DRUG, v. 20, n. 2, FEB 2022. (16/04761-4)

CORDEIRO, FRANCIELLE ALMEIDA; AMORIM, FERNANDA GOBBI; BOLDRINI-FRANCA, JOHARA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; CARDOSO, IARA AIME; ZOCCAL, KARINA FURLANI; PEIGNEUR, STEVE; FACCIOLI, LUCIA HELENA; TYTGAT, JAN; ARANTES, ELIANE CANDIANI. Heterologous expression of Ts8, a neurotoxin from Tityus serrulatus venom, evidences its antifungal activity. Toxicon, v. 218, p. 10-pg., 2022-09-13. (16/04761-4)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PINHEIRO JUNIOR, Ernesto Lopes. Caracterização estrutural, funcional e análise da resposta imune in vivo de uma serinoprotease recombinante de Crotalus durissus collilineatus modificada por PEGlação. 2021. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.