Fasciola hepatica surface tegument: glycoproteins at the interface of parasite and host

Fasciola hepatica, commonly known as liver fluke, is a trematode which causes Fasciolosis in ruminants and humans. The outer tegumental coat of F. hepatica (FhTeg) is a complex metabolically active biological matrix that is continually exposed to the host immune system and therefore makes a good vaccine target. F. hepatica tegumental coat is highly glycosylated and helminth-derived immunogenic oligosaccharide motifs and glycoproteins are currently being investigated as novel vaccine candidates. This report presents the first systematic characterisation of FhTeg glycosylation using lectin microarrays to characterise carbohydrates motifs present, and lectin histochemistry to localize these on the F. hepatica tegument. We discovered that FhTeg glycoproteins are predominantly oligomannose oligosaccharides that are expressed on the spines, suckers and tegumental coat of F. hepatica and lectin blot analysis confirmed the abundance of N- glycosylated proteins. While some oligosaccharides are widely distributed on the fluke surface other subsets are restricted to distinct anatomical regions. We selectively enriched for FhTeg mannosylated glycoprotein subsets using lectin affinity chromatography and identified 369 proteins by mass spectrometric analysis. Among these proteins are a number of potential vaccine candidates with known immune modulatory properties including proteases, protease inhibitors, paramyosin, Venom Allergen-like II, Enolase and two proteins, nardilysin and TRIL, that have not been previously associated with F. hepatica Furthermore, we provide a comprehensive insight regarding the putative glycosylation of FhTeg components which could highlight the importance of further studies examining glycoconjugates in host-parasite interactions in the context of F. hepatica infection and the development of an effective vaccine.

Effect of trypsin inhibitor from Crotalaria pallida seeds on Callosobruchus maculatus (cowpea weevil) and Ceratitis capitata (fruit fly)

GOMES, Carlos E. M. et al. Effect of trypsin inhibitor from Crotalaria pallida seeds on Callosobruchus maculatus (cowpea weevil) and Ceratitis capitata (fruit fly). Plant Physiology and Biochemistry (Paris), v. 43, n. 12, p. 1095-1102, 2005.ISSN 0981-9428. DOI:10.1016/j.plaphy.2005.11.004.

Stable expression of a human-like sialylated recombinant thyrotropin in a chinese hamster ovary cell line expressing 'alfa'2,6-sialyltransferase

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

Comparative study between the effects of hyaluronic acid and acid galactan purified from eggs of the mollusk Pomacea sp in wound healing

To compare the effect of hyaluronic acid (HA) and of AG on the healing of intestine wounds. Methods: The semi-purified extract of the eggs of the mollusc was obtained by fractionation with ammonium sulfate and purification for ion-exchange chromatography. The obtained galactans were eluted in water (neutral galactan) and in 0.1 and 0.2M NaCl (acidic galactans). The in vivo study was performed with 45 “Wistar” rats, separated in three groups (n=15). Solutions containing HA 1%, GA 1% or saline solution 0,9%, was placed topically on the sutures of wounds in the small intestine of the rats. After 05, 10 and 21 days the animals were sacrificed and biopsy of the healing tissue was done. Results: The hystologic grading was more significant for HA and AG groups when compared to the group C. AG stimulated the appearance of macrophages, giant cells and increase in the concentration of collagen in the area of the wound when compared to HA. Conclusion: The topical use of GA in intestinal wounds promoted the anticipation of events that are important in the wound healing

Effect of trypsin inhibitor from Crotalaria pallida seeds on Callosobruchus maculatus (cowpea weevil) and Ceratitis capitata (fruit fly)

GOMES, Carlos E. M. et al. Effect of trypsin inhibitor from Crotalaria pallida seeds on Callosobruchus maculatus (cowpea weevil) and Ceratitis capitata (fruit fly). Plant Physiology and Biochemistry (Paris), v. 43, n. 12, p. 1095-1102, 2005.ISSN 0981-9428. DOI:10.1016/j.plaphy.2005.11.004.

Purificação, modelagem e simulação da adsorção de bioprodutos por troca iônica em coluna de leito expandido

A produção de proteínas através de microrganismos tornou-se uma técnica muito importante na obtenção de compostos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia. Extratos brutos nos quais as proteínas são obtidas são geralmente complexos, contendo sólidos e células em suspensão. Usualmente, para uso industrial destes compostos, é necessário obtê-los puros, para garantir a sua atuação sem interferência. Um método que vem recebendo destaque especialmente nos últimos 10 anos é o uso da cromatografia de troca iônica em leito expandido, que combina em uma única etapa os passos de clarificação, concentração e purificação da molécula alvo, reduzindo assim o tempo de operação e também os custos com equipamentos para realização de cada etapa em separado. Combinado a este fato, a última década também é marcada por trabalhos que tratam da modelagem matemática do processo de adsorção de proteínas em resinas. Está técnica, além de fornecer informações importantes sobre o processo de adsorção, também é de grande valia na otimização da etapa de adsorção, uma vez que permite que simulações sejam feitas, sem a necessidade de gasto de tempo e material com experimentos em bancada, especialmente se é desejado uma ampliação de escala. Dessa forma, o objetivo desta tese foi realizar a modelagem e simulação do processo de adsorção de bioprodutos em um caldo bruto na presença de células, usando inulinase e C-ficocianina como objeto de estudo e purificar C-ficocianina utilizando resina de troca iônica em leito expandido. A presente tese foi então dividida em quatro artigos. O primeiro artigo teve como objeto de estudo a enzima inulinase, e a otimização da etapa de adsorção desta enzima em resina de troca iônica Streamline SP, em leito expandido, foi feita através da modelagem matemática e simulação das curvas de ruptura em três diferentes graus de expansão (GE). As máximas eficiências foram observadas quando utilizadas maiores concentrações de inulinase (120 a 170 U/mL), e altura de leito entre 20 e 30 cm. O grau de expansão de 3,0 vezes foi considerado o melhor, uma vez que a produtividade foi consideravelmente superior. O segundo artigo apresenta o estudo das condições de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica, onde foi verificado o efeito do pH e temperatura na adsorção e após construída a isoterma de adsorção. A isoterma de adsorção da C-ficocianina em resina Streamline Q XL feita em pH 7,5 e a 25°C (ambiente), apresentou um bom ajuste ao modelo de Langmuir (R=0,98) e os valores qm (capacidade máxima de adsorção) e Kd (constante de equilíbrio) estimados pela equação linearizada da isoterma, foram de 26,7 mg/mL e 0,067mg/mL. O terceiro artigo aborda a modelagem do processo de adsorção de extrato não clarificado de C-ficocianina em resina de troca iônica Streamline Q XL em coluna de leito expandido. Três curvas de ruptura foram feitas em diferentes graus de expansão (2,0, 2,5 e 3,0). A condição de adsorção de extrato bruto não clarificado de C-ficocianina que se mostrou mais vantajosa, por apresentar maior capacidade de adsorção, é quando se alimenta o extrato até atingir 10% de saturação da resina, em grau de expansão 2,0, com uma altura inicial de leito de 30 cm. O último artigo originado nesta tese foi sobre a purificação de C-ficocianina através da cromatografia de troca iônica em leito expandido. Uma vez que a adsorção já havia sido estudada no artigo 2, o artigo 4 enfoca na otimização das condições de eluição, visando obter um produto com máxima pureza e recuperação. A pureza é dada pela razão entre a absorbância a 620 nm pela absorbância a 280 nm, e dizse que quando C-ficocianina apresenta pureza superior a 0,7 ela pode ser usada em como corante em alimentos. A avaliação das curvas de contorno indicou que a faixa de trabalho deve ser em pH ao redor de 6,5 e volumes de eluição próximos a 150 mL. Tais condições combinadas a uma etapa de pré-eluição com 0,1M de NaCl, permitiu obter C-ficocianina com pureza de 2,9, concentração 3 mg/mL, e recuperação ao redor de 70%.

Comparative study between the effects of hyaluronic acid and acid galactan purified from eggs of the mollusk Pomacea sp in wound healing

To compare the effect of hyaluronic acid (HA) and of AG on the healing of intestine wounds. Methods: The semi-purified extract of the eggs of the mollusc was obtained by fractionation with ammonium sulfate and purification for ion-exchange chromatography. The obtained galactans were eluted in water (neutral galactan) and in 0.1 and 0.2M NaCl (acidic galactans). The in vivo study was performed with 45 “Wistar” rats, separated in three groups (n=15). Solutions containing HA 1%, GA 1% or saline solution 0,9%, was placed topically on the sutures of wounds in the small intestine of the rats. After 05, 10 and 21 days the animals were sacrificed and biopsy of the healing tissue was done. Results: The hystologic grading was more significant for HA and AG groups when compared to the group C. AG stimulated the appearance of macrophages, giant cells and increase in the concentration of collagen in the area of the wound when compared to HA. Conclusion: The topical use of GA in intestinal wounds promoted the anticipation of events that are important in the wound healing

Purificação de C-ficocianina e sua incorporação em nanofibras

C-ficocianina (C-FC) é uma ficobiliproteína, de cor natural azul, com diversas aplicações na indústria alimentícia, farmacêutica e biomédica, dependendo do seu grau específico de pureza, que pode variar de 0,7 a 4,0, com respectivo aumento de seu valor comercial. Essa pureza é alcançada através de diversas técnicas de purificação, que podem ser aplicadas em diferentes sequências. Um destes processos de purificação de proteínas baseia-se na cromatografia de troca iônica, que utiliza trocadores que adsorvem as proteínas como resultado de interações iônicas entre a superfície da proteína e o trocador. Resinas e colunas de leito expandido podem ser utilizadas para aumentar a produtividade dessa técnica. É fundamental conhecer o perfil do processo de adsorção, para melhor aplicá-lo como ferramenta para o design e otimização de parâmetros operacionais. Outra tecnologia para o tratamento de biomoléculas é a ultrafiltração. Esta técnica é aplicável em larga escala, apresenta baixa complexidade de aplicação e pode ser realizada em condições brandas, minimizando o dano para o produto. Para aumentar a estabilidade da C-FC, e facilitar a sua aplicação, podem ser avaliadas técnicas recentes, não exploradas para este fim, como as nanofibras obtidas através do processo de electrospinning. Estas fibras possuem uma área superficial específica extremamente elevada devido a seu pequeno diâmetro. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de adsorção e diferentes técnicas para purificação de C-ficocianina de Spirulina platensis e obter nanofibras poliméricas incorporadas de C-ficocianina. O trabalho foi dividido em quatro artigos. No primeiro artigo, foram avaliados os parâmetros e as isotermas de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica para leito expandido Streamline® DEAE. Verificou-se que o maior coeficiente de partição foi obtido em pH 7,5, nas temperaturas de 15 e 25 °C. As isotermas de adsorção da Cficocianina foram bem representadas pelos modelos de Langmuir, de Freundlich e de Langmuir-Freundlich, sendo os valores estimados para Qm e Kd obtidos pela isoterma de Langmuir foram, respectivamente, 33,92 mg.mL-1 e 0,123 mg.mL-1, respectivamente. No segundo artigo foi avaliada a purificação de C-FC até grau alimentar, utilizando ultrafiltração (UF). Com a membrana de 50 kDa, identificou-se que somente a temperatura e a aplicação de diferentes ciclos de diafiltração (DF) causaram influência significativa sobre a purificação e recuperação da C-ficocianina. Foram então aplicados o aumento gradativo da quantidade de ciclos, e a diafiltração previamente à ultrafiltração (DF/UF), onde obteve-se um extrato de Cficocianina com pureza de 0,95. No terceiro artigo foram propostos processos de purificação, envolvendo a utilização das diferentes técnicas para obtenção de C-FC com diferentes purezas. Determinou-se que a partir de cromatografia de troca iônica em leito fixo seguido de DF/UF, obtém-se C-FC para uso em cosméticos e a partir de precipitação com sulfato de amônio, e DF/UF obtém-se C-FC para uso em biomarcadores. Com uma sequência de precipitação com sulfato de amônio, DF/UF e cromatografia de troca iônica em leito fixo chega-se a C-FC de grau analítico. No último artigo, C-FC foi incorporada a nanofibras de óxido de polietileno (PEO) através de processo de electrospinning. Foram determinadas a condutividade da solução de C-FC/PEO, a estrutura e comportamento termogravimétrico das nanofibras formadas. Soluções de polímeros com concentração de 6 e 8% proporcionaram a formação de nanofibras com diâmetro médio inferior a 800 nm, homogêneas, sem a presença de gotas. A análise termogravimétrica identificou aumento na resistência térmica da C-FC incorporada nas fibras.

Uma Lectina D-lactose específica da esponja marinha Cinachyrella apion: purificação, caracterização e interação com Leishmania chagasi

Four different sponge species were screened using Ouchterlony agarose gel and immunodiffusion tests to identify cross-reactivity with the polyclonal antibody IgG anti-deglicosilated CvL, a lectin from Cliona varians. Crude extract from the sponge Cinachyrella apion showed cross-reactivity and also a strong haemmaglutinating activity towards human erythrocytes of all ABO groups. Thus, it was submitted to acetone fractionation, IgG anti-deglicosilated CvL Sepharose affinity chromatography, and Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC-AKTA) gel filtration on a Superose 6 10 300 column to purify a novel lectin. C. apion lectin (CaL) agglutinated all types of human erythrocytes with preference for papainized type A and O erythrocytes. The haemagglutinating activity is independent of Ca2+, Mg2+ and Mn2+ ions, and it was strongly inhibited by the disaccharide D-lactose, up to a minimum concentration of 6.25 mM. CaL molecular mass determined by FPLC-AKTA gel filtration on a Superose 12 10 300 column and SDS gel electrophoresis was approximately 124 kDa, consisting of eight subunits of 15.5 kDa, assembled by hydrophobic interactions. The lectin was relatively heat- and pH-stable. Leishmania chagasi romastigotes were agglutinated by CaL, indicating that lactose receptors could be presented in this parasite stage. These findings are indicative of the physiological defense roles of CaL and its possible use in the antibiosis of pathogenic protozoa

Purificação, caracterização e atividade bioinseticida de um inibidor de tripsina de sementes de Crotalaria pallida

A proteinaceous trypsin inhibitor was purified from Crotalaria pallida seeds by ammonium sulphate fractionation, affinity chromatography on immobilized Trypsin-Sepharose and TCA precipitation. The trypsin inhibitor, named ITC, had Mr of 32.5 kDa by SDS-PAGE and was composed by two subunits with 27.7 and 5.6 kDa linked by disulphide bridges, a typical characteristic of Kunitz-Inhibitor family. ITC was stable until 50°C, and at 100°C its residual activity was of about 60%. Also, ITC was stable at pHs 2 to 12. The inhibition of trypsin by ITC was non-competitive, with a Ki of 8,8 x 10-7M. ITC inhibits weakly other serine proteinases such as chymotrypsin and elastase. The inhibition of papain (44% of inhibition), a cysteine proteinase was an indicative of the bi-functionality of ITC. In vitro assays against digestive proteinases from several Lepdoptera, Diptera and Coleoptera pests were made. ITC inhibited in 100% digestive enzymes of Ceratitis capitata (fruit fly), Spodoptera frugiperda and Alabama argillacea, the last one being a cotton pest. It also inhibited in 74.4% Callosobruchus maculatus (bean weevil) digestive enzymes, a Coleoptera pest. ITC, when added in artificial diet models, affected weakly the development of C. capitata larvae and it had a WD50 of 2.65% to C. maculatus larvae

Efeito inseticida de vicilinas isoladas de sementes de erythrina velutina em condições de semi-campo para moscas das frutas (ceratitis capitata)

Chitin-binding vicilins from legume seeds (Erythrina velutina. Canavalia ensiformes and Phaseolus vulgares) were isolated by ammonium sulfate followed by affinity chromatography on a chitin column. Effect of these vicilins on female adults of Ceratitis capitata was examined by bioassay and in a semi-field assay model. Mechanism of action of the vicilins was determined by in vivo digestibility and chitin affinity. Among the tested vicilins, E. velutina when added to diet caused strong effect on mortality at 10% dose. This insecticidal property was tested in a semi-field assay which showed the same effect observed in laboratory conditions, where doses of 10% and 15% were lethal to female adults of C. capitata. These deleterious effects were not only associated to the binding to chitin structures present in peritrophic membrane, but principally to its low digestibility in the C. capitata digestive tract. This fact was confirmed because chiting binding proteins as WGA and the other tested vicilins were not toxic to female adults of C. capitata due susceptibility of these proteins to digestive enzymes of the insects. By other side EvV was more resistant to digestive enzymes, causing deleterious effects on female adults of C. capitata. These results showed that EvV may be part of the pest management programs or an alternative in plant improvement program in the population control of this fruticulture pest

Avaliação do efeito do composto tipo heparina isolado do caranguejo Chaceon fenneri na hemostasia e na morte celular

Heparin is a pharmaceutical animal widely used in medicine due to its potent anticoagulant effect. Furthermore, it has the ability to inhibit the proliferation, invasion and adhesion of cancer cells to vascular endothelium. However, its clinical applicability can be compromised by side effects such as bleeding. Thus, the search for natural compounds with low bleeding risk and possible therapeutic applicability has been targeted by several research groups. From this perspective, this study aims to evaluate the hemorrhagic and anticoagulant activities and citotoxic effect for different tumor cell lines (HeLa, B16-F10, HepG2, HS-5,) and fibroblast cells (3T3) of the Heparin-like from the crab Chaceon fenneri (HEP-like). The HEP-like was purified after proteolysis, ion-exchange chromatography, fractionation with acetone and characterized by electrophoresis (agarose gel) and enzymatic degradation. Hep-like showed eletroforetic behavior similar to mammalian heparin, and high trisulfated /Nacetylated disaccharides ratio. In addition, HEP-like presented low in vitro anticoagulant activity using aPTT and a minor hemorrhagic effect when compared to mammalian heparin. Furthermore, the HEP-like showed significant cytotoxic effect (p<0.001) on HeLa, HepG2 and B16-F10 tumor cells with IC50 values of 1000 ug/mL, after incubation for 72 hours. To assess the influence of heparin-like on the cell cycle in HeLa cells, analysis was performed by flow cytometry. The results of this analysis showed that HEP-like influence on the cell cycle increasing S phase and decreasing phase G2. Thus, these properties of HEP-like make these compounds potential therapeutic agents

Lectina da esponja marinha Tedania ignis: purificação, caracterização e interação com leishmanias

Lectin obtained from the marine sponge Tedania ignis was purified and characterized by extraction of soluble proteins (crude extract) in 50mM Borax, pH 7.5. The purification procedure was carried out by crude extract precipitation with ammonium sulfate 30% (FI). The precipitated was resuspended in the same buffer and fractionated with acetone 1.0 volume (F1.0). A lectin was purified from this specific fraction by using an affinity chromatography Sepharose 6B. This lectin preferentially agglutinated human erythrocytes from B type previously treated with papain enzyme. The hemagglutinating activity lectin was dependent of divalent Mn2+ cation and was inhibited by the carbohydrates galactose, xylose and fructose. SDS-PAGE analysis indicated a molecular mass of the lectin around 45 kDa. This protein showed stability until 40°C for 1 h. Further, it showed activity between pH 2.5 and 11.5, with an enhanced activity at pH 7.5. Leishmania chagasi promastigotes stained with Coomassie brilliant blue R-250 were agglutinated by F1,0 and in the presence of galactose this interaction was abolished. These results show that this lectin could be implicated in defense procedures and it will can be used as biological tools in studies with this protozoon