Biologia do gene pheA de Mycobacterium tuberculosis : clonagem, seqüenciamento e superexpressão do seu produto - a proteína prefenato desidratase

A Tuberculose (TB) é a principal causa de óbitos entre as doenças infecciosas causadas por um único agente. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS) o agente etiológico da TB no homem, o complexo Mycobacterium (M. tuberculosis, M. africanum, M. bovis) é responsável por cerca de 8 milhões de novas infecções e 3 milhões de mortes a cada ano no mundo. No começo da década de 80, a reemergência da TB em países em desenvolvimento deve-se à crescente incidência do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), à falta de recursos para o tratamento desta doença e à proliferação de cepas resistentes a múltiplas drogas (MDR-TB). Esta situação criou a necessidade da busca por novos agentes antimicobacterianos capazes de reduzir o tempo de tratamento, melhorar a adesão dos pacientes ao mesmo e ser efetiva contra cepas MDR-TB. A via do chiquimato leva à biossíntese do corismato, o precursor de aminoácidos aromáticos, tirosina, triptofano e fenilalanina. A primeira reação na biossíntese de fenilalanina envolve a conversão de corismato a prefenato, catalisada pela corismato mutase. A segunda reação na biossíntese de fenilalanina é a descarboxilação e desidratação de prefenato a fenilpiruvato, catalisada pela prefenato desidratase. Embora ausente em mamíferos, esta via está presente em bactérias, algas, fungos, plantas e parasitos do Phyllum Apicomplexa. Esta rota é essencial em M. tuberculosis e, portanto, suas enzimas representam alvos potenciais para o desenvolvimento de novas drogas antimicobacterianas. O objetivo deste trabalho foi estudar o gene pheA da linhagem de M. tuberculosis H37Rv e seu produto, a enzima prefenato desidratase Para isso, DNA genômico de M. tuberculosis H37RV foi extraído e o gene pheA foi amplificado pela técnica de PCR, clonado no vetor de expressão pET-23a(+), seqüenciado e superexpresso em células de Escherichia coli BL21(DE3). Os resultados obtidos confirmaram a região predita para o gene pheA, que foi amplificado com sucesso, mostrando 963 pb, sendo que a presença de 10% dimetil sulfoxido (DMSO) mostrou ser essencial para permitir a desnaturação do DNA rico em bases G-C. Análise da seqüência nucleotídica pelo método de Sanger confirmou a identidade do gene clonado e demonstrou que nenhuma mutação foi introduzida pelos passos de PCR e clonagem. A enzima prefenato desidratase foi superexpressa em células de E. coli BL21(DE3) eletroporadas com pET-23a(+)::pheA. Análise por SDS-PAGE mostrou expressão significativa de uma proteína com aproximadamente 33kDa, estando de acordo com a massa molecular esperada para a prefenato desidratase. A proteína recombinante foi superexpressa sem a adição de IPTG, e a presença da proteína pôde ser detectada em todos os intervalos de tempo testados (6, 9 e 24 horas depois da OD600nm alcançar o valor de 0,5). Foi realizado ensaio enzimático com a prefenato desidratase de acordo com Gething et al. (1976) utilizando prefenato de bário como substrato e coeficiente de extinção molar de 17.500 a 320 nm para calcular a concentração de fenilpiruvato. Houve um aumento de 1766 vezes na atividade específica da prefenato desidratase no extrato bruto da proteína recombinante em relação ao controle, no qual o vetor pET23a(+) sem o gene pheA foi introduzido em células de E. coli BL21(DE3).

Estudo da equivalência entre a lectina artin M obtida a partir da semente da jaca e a sua forma recombinante na afinidade por glicanas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Desenvolvimento de nanopartículas de quitosana para potencial administração nasal da DISBa-01, uma desintegrina recombinante do veneno da serpente Rhinocerophis alternatus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Clonagem e expressão da proteína do core do vírus da hepatite C para o desenvolvimento de métodos aplicados ao diagnóstico viral

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização biofísica e produção de antissoro policlonal contra a capa proteica recombinante do Southem bean mosaic virus

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Clonagem e caracterização da proteína 14-3-3 de Paracoccidioides brasiliensis durante sua interação com células epiteliais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Resposta de anticorpos IgG contra a região C-terminal da Proteína 1 da Superfície de Merozóitos de Plasmodium vivax em indivíduos que residem em áreas de transmissão de malária no Estado do Pará

Neste estudo avaliamos o potencial antigênico da proteína recombinante His₆-P1₁₉ contendo a região C-terminal da Proteína 1 da Superfície de Merozoítos de Plasmodium vivax. Analisamos a aquisição e os níveis de anticorpos IgG, e comparamos duas áreas com transmissão de malária, localizadas nos municípios de Trairão e Itaituba, Pará. Foram analisadas 391 amostras, sendo 208 amostras coletadas em Três Boeiras (TB) e 183 em São Luiz do Tapajós (SLT). No momento da coleta, foi realizado o exame da gota espessa e foram obtidos dados como idade, número de episódios prévios de malária e tempo decorrido desde o último episódio. As amostras foram analisadas por (ELISA) e os aspectos imunoepidemiológicos foram descritos. A comparação entre as duas áreas mostrou que tanto a freqüência de soros que reconheceram a His₆-MSP1₁₉ como a concentração dos anticorpos IgG foi maior na população de TB, quando comparado com SLT. A freqüência de soros positivos foi 64,42% e 20,22% e a média dos índices de reatividade foi 6,11 ± 4,58 e 2,56 ± 1,96, respectivamente. A idade não influenciou a aquisição de anticorpos IgG na população mais expostas (TB), mas na população menos exposta (SLT) a percentagem de positivos aumentou entre os adultos. Nos grupos de indivíduos que relataram nunca terem tido malária, a freqüência de positivos foi semelhante nas duas localidades. No grupo que relatou ter tido malária, a percentagem de positivos foi maior em TB. Nesses dois grupos, a concentração de anticorpos IgG foi maior na população de TB. Nas duas áreas, o número de episódio influenciou a resposta de anticorpos específicos, sendo que em TB contribuiu para o aumento da percentagem de positivos e da concentração de anticorpos, mas em SLT influenciou apenas na percentagem de positivos. Entretanto, nas duas áreas, não foi possível associar a resposta de anticorpo com proteção, uma vez que os mais expostos estavam tendo malária recentemente. As áreas de estudo apresentaram perfil diferente quanto à intensidade da transmissão de malária e a aquisição natural de anticorpos. Os aspectos imunoepidemiológicos mostraram que a exposição contínua ao parasito contribuiu para a aquisição de anticorpos IgG específicos contra antígeno da fase sangüínea de P. vivax. No entanto, esta resposta não foi efetiva para conferir proteção.

Estudo das interações entre a proteína TRF de Leishmania amazonensis (LaTRF) e suas possíveis parcerias

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Clonagem, Expressão e Purificação da Proteína Telomérica LaTRF em sistema bacteriano (pMAL)

As proteínas da família TRF2 (“TTAGGG repeat-binding factor 2”) fazem parte de complexos multiprotéicos responsáveis pela manutenção dos telômeros de alguns eucariotos. Elas apresentam domínios funcionais que a caracterizam como proteínas que interagem com DNA telomérico na forma de dupla fita. São eles, o domínio de interação com o DNA do tipo Myb-like, localizado na porção C-terminal, um domínio acídico N-terminal e um domínio de homodimerização TRFH (“TRF homology domain for homodimerization”). A proteína TRF2 também está envolvida na formação de estruturas teloméricas terminais denominadas “t-loops”. O intuito deste projeto é a clonagem, expressão em vetor bacteriano (pMAL) e a purificação de uma proteína homóloga as proteínas teloméricas TRFs humana em parasitas do gênero Leishmania, especificamente a espécie Leishmania amazonensis (LaTRF). Primeiramente foram desenhados iniciadores (primers) utilizados para a amplificação da sequência LaTRF por PCR. O(s) produto(s) de amplificação foram clonados em vetores de clonagem para produtos de PCR e sequenciados para análise. Uma vez obtida a seqüência da LaTRF, o inserto contendo o gene foi subclonado direcionalmente e na mesma fase de leitura do vetor de expressão bacteriano (pMAL-c5x, NEB) para obtenção e futura purificação da proteína recombinante. Verificou-se a expressão da proteína recombinante LaTRF utilizando SDS-PAGE e “Western Blot”. Pelos resultados obtidos na análise de expressão em pequena escala da proteína recombinante, foi observado possíveis indícios de que esta esteja sendo expressa. Com isso, torna-se possível a tentativa de uma expressão em grande escala utilizando esse mesmo sistema bacteriano (pMAL) a fim de se obter a proteína purificada que poderá ser futuramente utilizada para ensaios de “pull-down” dentre outras aplicações

Caracterização funcional da proteína XAC1201 envolvida na patogenicidade de Xanthomonas citri subsp. citri

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV

Produção da nucleoproteína recombinante do vírus da influenza aviária para aplicação no imunodiagnóstico

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Análisis transcripcional de la vía de secreción y metabolismo del metanol durante la producción de una proteína heteróloga en Pichia pastoris

La levadura metilotrófica Pichia pastoris es de gran importancia industrial principalmente en la producción de proteínas heterólogas. En un estudio reciente se emplearon cinco factores ambientales para definir condiciones de cultivo a nivel de bioreactor que condujeron a altos (CM) y bajos (CP) niveles de la producción extracelular de una fitasa recombinante en una cepa Muts de P. pastoris. Los resultados de este estudio mostraron que bajo las condiciones CM, la demanda y consumo de O2 y de metanol fueron más altos y condujeron a valores más altos en la velocidad específica de crecimiento (μ), biomasa (2.7 veces), niveles de producción de fitasa extracelular (5.5 veces) y rendimientos (Yp/x) que en CP. Con el fin de comprender los mecanismos de regulación transcripcional que afectan a la fisiología de P. pastoris por la sobre-producción de la proteína recombinante y las condiciones de cultivo, en este trabajo se realizó un análisis de expresión diferencial de genes (DGE) empleando la tecnología de secuenciación masiva de mRNA (RNAseq) de la cepa Muts de P. pastoris crecida bajo las condiciones CM y CP reportadas previamente. Además se validaron los resultados del estudio de DGE mediante RT-qPCR. Resultados: La expresión de 4,950 genes, el 93% de los genes totales anotados, fueron detectados. Se sub- y sobre-expresaron 350 y 413 genes respectivamente en CM respecto a CP. En CM vs CP se sobre-expresaron significativamente términos relacionados con la biosíntesis de aminoácidos, biosíntesis de nucleósidos de purina, regulación de la traducción, glicosilación de proteínas y mitosis, indicando una mayor actividad anabólica en CM. La transcripción del gen heterólogo y de los genes de la ruta de desasimilación del metanol no mostraron diferencias entre ambas condiciones de cultivo y fue inducida en metanol. Sin embargo las enzimas claves (DAS1 y DAS2) de la ruta de asimilación del metanol se sobre-expresaron significativamente en CM vs CP, indicando que CM está favorecida la producción de biomasa y la generación de energía a través de esta vía, explicando los valores más altos para la μ y biomasa obtenidos en CM respecto a CP. De 110 genes analizados involucrados en la vía de secreción, 20 se sobre-expresaron en CM vs CP, la sobre-expresión de estos genes indicaron que bajo las condiciones de CM, se presenta una mayor actividad transcipcional de los genes implicados en el transporte y translocación hacia el RE (15%), genes implicados en el plegamiento de proteínas en RE (25%), así como genes relacionados en el procesamieto de las proteínas a través del RE (30%) y Golgi (35%) que permitieron un estado fisiológico favorable para la secreción de la proteína heteróloga. De los 44 genes relacionados con el estrés en RE durante la secreción, en CM vs CP se sobre-expresaron genes UPR indicando, que bajo condiciones de CM, se promueve la expresión de genes relacionados con el plegamiento de proteínas y probablemente se evita el acumulamiento de proteínas mal plegadas. La sub-expresión de todos los genes relacionados con autofagia, es uno de los factores que podría explicar la menor actividad proteolítica observada en CM. Finalmente se observó una correlación entre los métodos de RNA-seq y RTqPCR (r2=0.7). Conclusiones: El análisis de la DGE señala que los factores ambientales en CM condujeron a la regulación de la expresión de genes del proceso de secreción y genes relacionados al estrés en RE durante la secreción que condujeron a valores de Yp/x, más altos en CM que en CP y no se atribuyen a una expresión diferencial del gen heterólogo. La regulación de la ruta del metanol hacia la asimilación y una mejor respuesta de adaptación al estrés en CM condujeron a un mayor crecimiento y producción de biomasa en CM que en CP.

"Nicotiana tabacum" L. cv Xanthi como sistema heterólogo para la producción de lactógeno placentario humano (hPL)

152 p. : il., col.

Diagnóstico sorológico da infecção pulmonar por Pseudomonas aeruginosa em crianças com Fibrose Cística

A Fibrose Cística (FC) é uma doença letal, de caráter autossômico recessivo, que acomete populações de diferentes etnias. A doença caracteriza-se pelo comprometimento sistêmico das glândulas exócrinas e, na maioria dos pacientes, a doença pulmonar acaba tornando-se a patologia predominante. A infecção por P. aeruginosa é a principal causa de mortalidade dos pacientes com FC. O Sistema de Secreção Tipo III da bactéria é expresso na fase aguda da doença e é responsável por injetar proteínas citotóxicas no interior da célula eucariótica. Há um grande interesse em se investigar a resposta de anticorpos anti P. aeruginosa em pacientes com FC a fim de diagnosticar a colonização e ou infecção pulmonar antes da cultura, permitindo a antibioticoterapia preventiva, a fim de se evitar a infecção pulmonar crônica. Nesta tese, investigamos a resposta de anticorpos (IgG+IgM+IgA) contra as proteínas do SSTT de P. aeruginosa, através do Western-Blot. Participaram do estudo 51 pacientes com FC, de 1.1 a 16.8 anos acompanhados no Departamento de Pneumologia do Instituto Fernandes Figueira - FioCruz, durante um período aproximado de 2 anos. De cada paciente foram coletadas de 1 a 4 amostras de sangue, com intervalo médio de 6 meses entre as coletas. O grupo controle negativo consistiu de 28 indivíduos não fibrocísticos, de 2 a 17 anos, atendidos no Hospital Universitário Pedro Ernesto - HUPE UERJ. As proteínas do SSTT foram extraídas das cepas PAO1 e PAOΔExsA (regulador da expressão do SSTT) de P. aeruginosa. Controles positivos e negativos foram utilizados em todas as reações. Para a identificação das proteínas do SSTT na reação utilizou-se antisoro de camundongos imunizados com a proteína recombinante PcrV. Doze (75%) dos 16 pacientes fibrocísticos considerados não infectados por P. aeruginosa tiveram a primeira sorologia positiva para PopB e 15 (93,75%) para ExoS/ExoT, indicando a colonização ou infecção por P. aeruginosa. Aproximadamente 25% e 35,7% dos soros do grupo controle mostraram reatividade fraca com PopB ou ExoS/ExoT, respectivamente. O tempo decorrido entre a primeira sorologia positiva e o primeiro isolamento de P. aeruginosa nestes pacientes variou de 18 a 30 meses. Concluindo, é possível fazer o diagnóstico sorológico da infecção pulmonar por P. aeruginosa antes do isolamento da bactéria pela cultura.

Imunização de bovinos com MSP1a e MSP2 recombinantes de Anaplasma marginale com CpG ODN 2006 como adjuvante, e desafio com isolado heterólogo.

A anaplasmose é uma importante enfermidade de bovinos de áreas tropicais e subtropicais do mundo, causada pela riquétsia intra-eritrocítica Anaplasma marginale. A vacinação tem sido a forma mais econômica e eficiente de controlar a anaplasmose bovina. Nos últimos anos, esses estudos têm se concentrado nas proteínas de membrana da riquétsia, sobretudo MSP1a e MSP2. Este trabalho teve como objetivos avaliar o grau de proteção induzido pelas proteínas de membrana MSP1a e MSP2 recombinantes de A. marginale, associadas com adjuvante CpG ODN 2006, perante desafio heterólogo e avaliar a resposta imune gerada. Novilhos da raça Aberdeen Angus foram imunizados três vezes com 200 ?g de MSP1a e/ou MSP2 recombinantes, associadas com CpG ODN 2006 e alúmen. Posteriormente, foram desafiados com 3 x 107 eritrócitos infectados com isolado heterólogo de A. marginale. Os animais experimentais apresentaram quadro clínico de anaplasmose (redução do volume globular, febre e riquetsemias detectáveis por distensões sangüíneas coradas). Não foram detectadas diferenças significativas entre os grupos imunizados e os controles quanto ao percentual de redução do volume globular, riquetsemias máximas e temperaturas retais máximas, indicando que as imunizações não foram protetoras. A despeito da significativa produção de IgG total contra MSP1a e MSP2, detectada no dia do desafio, os animais imunizados apresentaram produção significativa de IgG2 apenas contra MSP1a. As razões para as possíveis falhas de proteção são discutidas. Neste trabalho, é relatada a imunização de bovinos com MSP1a e MSP2 recombinantes de A. marginale, associadas com alúmen e CpG ODN 2006, e posterior desafio com isolado heterólogo, bem como a avaliação da resposta imune gerada.