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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 31 de agosto de 2020
Área do 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

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)

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Publicações científicas (9)
(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)
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, . (17/00586-6, 16/04761-4, 17/04724-4, 17/03580-9, 19/10173-6, 17/14035-1, 18/21233-7)
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, . (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, . (16/04761-4)
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, . (16/04761-4)
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, . (15/18432-0, 17/14035-1, 15/00740-0, 16/24191-8, 15/16714-8, 18/14158-9, 16/04761-4, 15/17286-0, 14/16182-3, 11/23236-4, 17/13485-3)
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, . (17/14035-1, 19/10173-6, 17/04724-4, 16/04761-4, 13/26619-7, 18/14158-9, 17/00586-6, 13/26200-6, 18/21233-7, 17/03580-9)
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, . (12/14996-8, 11/12317-3, 14/16182-3, 16/04761-4)
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, . (16/04761-4)
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, . (16/04761-4)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
JUNIOR, Ernesto Lopes Pinheiro. 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.

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