Estudo de Jatropha gossypifolia e J. multifida (Euphorbiaceae) aplicando métodos analíticos in silico e de desreplicação, visando a detecção e elucidação in situ dos constituintes micromoleculares com atividade acetilcolinesterásicas e antioxidante

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Detecção in silico e caracterização estrutural dos constituintes micromoleculares majoritários presentes no fungo endofitico Phomopsis stipata isolado de folhas de Styrax camporum Pohl (Styracaceae) usando CLAE-DAD/EMAR e CG-MS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Detecção in silico e caracterização dos constituintes micromoleculares majoritários do fungo endofítico Colletotrichum gloeosporioides isolado de folhas de Garcinia xanthochymus usando HPLC-DAD-HRMS e GC-MS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Antifungal activity of flavonoids from Heteropterys byrsonimifolia and a commercial source against Aspergillus ochraceus: In silico interactions of these compounds with a protein kinase

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

INSEL: an in silico method for optimizing and exploring biorecognition assays

A practical in silico method for optimizing and exploring biointeraction-based events is developed.

Análise in silico de uma pirofosfatase e de uma tiosterase de uma biblioteca metagenômica de solo de Eucalipto spp

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

In silico infrared and Raman spectroscopy under pressure: The case of CaSnO3 perovskite

The CaSnO3 perovskite is investigated under geochemical pressure, up to 25 GPa, by means of periodic ab initio calculations performed at B3LYP level with local Gaussian-type orbital basis sets. Structural, elastic, and spectroscopic (phonon wave-numbers, infrared and Raman intensities) properties are fully characterized and discussed. The evolution of the Raman spectrum of CaSnO3 under pressure is reported to remarkably agree with a recent experimental determination [J. Kung, Y. J. Lin, and C. M. Lin, J. Chem. Phys. 135, 224507 (2011)] as regards both wave-number shifts and intensity changes. All phonon modes are symmetry-labeled and bands assigned. The single-crystal total spectrum is symmetry-decomposed into the six directional spectra related to the components of the polarizability tensor. The infrared spectrum at increasing pressure is reported for the first time and its main features discussed. All calculations are performed using the CRYSTAL14 program, taking advantage of the new implementation of analytical infrared and Raman intensities for crystalline materials. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

Um novo protocolo in silico para a predição de complexos flexíveis entre proteínas: estudo de caso para inibidores plasmáticos de fosfolipase A2 de serpentes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

In Silico Analysis and Immunohistochemical Characterization of NaPi2b Protein Expression in Ovarian Carcinoma With Monoclonal Antibody Mx35

Introduction: Ovarian adenocarcinoma is frequently detected at the late stage, when therapy efficacy is limited and death occurs in up to 50% of the cases. A potential novel treatment for this disease is a monoclonal antibody that recognizes phosphate transporter sodium-dependent phosphate transporter protein 2b (NaPi2b). Materials and Methods: To better understand the expression of this protein in different histologic types of ovarian carcinomas, we immunostained 50 tumor samples with anti-NaPi2b monoclonal antibody MX35 and, in parallel, we assessed the expression of the gene encoding NaPi2b (SCL34A2) by in silico analysis of microarray data. Results: Both approaches detected higher expression of NaPi2b (SCL34A2) in ovarian carcinoma than in normal tissue. Moreover, a comprehensive analysis indicates that SCL34A2 is the only gene of the several phosphate transporters genes whose expression differentiates normal from carcinoma samples, suggesting it might exert a major role in ovarian carcinomas. Immunohistochemical and mRNA expression data have also shown that 2 histologic subtypes of ovarian carcinoma express particularly high levels of NaPi2b: serous and clear cell adenocarcinomas. Serous adenocarcinomas are the most frequent, contrasting with clear cell carcinomas, rare, and with worse prognosis. Conclusion: This identification of subgroups of patients expressing NaPi2b may be important in selecting cohorts who most likely should be included in future clinical trials, as a recently generated humanized version of MX35 has been developed.

In silico and in vivo analysis reveal a novel gene in Saccharomyces cerevisiae trehalose metabolism

Abstract Background The ability to respond rapidly to fluctuations in environmental changes is decisive for cell survival. Under these conditions trehalose has an essential protective function and its concentration increases in response to enhanced expression of trehalose synthase genes, TPS1, TPS2, TPS3 and TSL1. Intriguingly, the NTH1 gene, which encodes neutral trehalase, is highly expressed at the same time. We have previously shown that trehalase remains in its inactive non-phosphorylated form by the action of an endogenous inhibitor. Recently, a comprehensive two-hybrid analysis revealed a 41-kDa protein encoded by the YLR270w ORF, which interacts with NTH1p. Results In this work we investigate the correlation of this Trehalase Associated Protein, in trehalase activity regulation. The neutral trehalase activity in the ylr270w mutant strain was about 4-fold higher than in the control strain. After in vitro activation by PKA the ylr270w mutant total trehalase activity increased 3-fold when compared to a control strain. The expression of the NTH1 gene promoter fused to the heterologous reporter lacZ gene was evaluated. The mutant strain lacking YLR270w exhibited a 2-fold increase in the NTH1-lacZ basal expression when compared to the wild type strain. Conclusions These results strongly indicate a central role for Ylr270p in inhibiting trehalase activity, as well as in the regulation of its expression preventing a wasteful futile cycle of synthesis-degradation of trehalose.

A fragment-based approach for the in silico prediction of blood-brain barrier permeation

Blood-brain barrier (BBB) permeation is an essential property for drugs that act in the central nervous system (CNS) for the treatment of human diseases, such as epilepsy, depression, Alzheimer's disease, Parkinson disease, schizophrenia, among others. In the present work, quantitative structure-property relationship (QSPR) studies were conducted for the development and validation of in silico models for the prediction of BBB permeation. The data set used has substantial chemical diversity and a relatively wide distribution of property values. The generated QSPR models showed good statistical parameters and were successfully employed for the prediction of a test set containing 48 compounds. The predictive models presented herein are useful in the identification, selection and design of new drug candidates having improved pharmacokinetic properties.

Untersuchung der DNA-bindenden Eigenschaften neuer Nukleobasen-gekoppelter Pyrrolcarboxamide, Combilexine und Hetaren[a]carbazol-Derivate: Validierung und Etablierung von in-vitro- und in-silico-Methoden

Da maligne Neoplasien durch Mutationen in Proto-Onko- und/oder Tumorsuppressorgenen ausgelöst werden, stellt die DNA eines der wichtigsten Targets für die Entwicklung neuer Zytostatika dar. Auch bei den im Arbeitskreis Pindur designten und synthetisier-ten Verbindungen der Nukleobasen-gekoppelten Pyrrolcarboxamid-, der Hetaren[a]carbazol- und der Combilexin-Reihe handelt es sich um DNA-Liganden mit potentiell antitumoraktiven Eigenschaf-ten. Die einen dualen Bindemodus aufweisenden Combilexine bestehen aus einem Interkalator (u. a. Naphthalimid, Acridon), der über einen Linker variabler Kettenlänge mit einer rinnenbin-denden, von Netropsin abgeleiteten Bispyrrol-, oder einer bioisosteren Imidazol-, Thiazol- oder Thiophen-pyrrolcarboxamid-struktur verknüpft ist. Das N-terminale Ende der Combilexine wird von einer N,N-Dimethylaminopropyl- oder -ethyl-Seitenkette gebildet. Die DNA-Affinitäten der Liganden wurden mittels Tm-Wert-Messung-en bestimmt. Diese Denaturierungsexperimente wurden sowohl mit poly(dAdT)2- als auch mit Thymus-DNA (~42% GC-Anteil) durchge-führt, um Aussagen zur Stärke und zur Sequenzselektivität der DNA-Bindung machen zu können. Des Weiteren wurden die Bindekon-stanten einiger ausgewählter Vertreter mit Hilfe des Ethidium-bromid-Verdrängungsassays ermittelt; einige Testverbindungen wurden zudem auf potentiell vorhandene, TOPO I-inhibierende Eigenschaften untersucht. Diese biochemischen und biophysika-lischen Tests wurden durch Molecular Modelling-Studien ergänzt, die die Berechnung von molekularen Eigenschaften, die Durch-führung von Konformerenanalysen und die Simulation von DNA-Ligand-Komplexen (Docking) umfassten. Durch Korrelation der in vitro-Befunde mit den in silico-Daten gelang es, vor allem für die Substanzklasse der Combilexine einige richtungweisende Struktur-Wirkungsbeziehungen aufzustellen. So konnte gezeigt werden, dass die Einführung eines Imidazol-Rings in die rinnen-bindende Hetaren-pyrrolcarboxamid-Struktur der Combilexine aufgrund der H-Brücken-Akzeptor-Funktion des sp2-hybridisierten N-Atoms eine Verschiebung der Sequenzselektivität der DNA-Bindung von AT- zu GC-reichen Arealen der DNA bedingt. Zudem erwies sich ein C3-Linker für die Verknüpfung des Naphthalimids mit dem rinnenbindenden Strukturelement als am besten geeignet, während bei den Acridon-Derivaten die Verbindungen mit einem N-terminalen Buttersäure-Linker die höchste DNA-Affinität aufwiesen. Dies ist sehr wahrscheinlich auf die im Vergleich zum Naphthalimid-Molekül geringere y-Achsen-Ausdehnung (bzgl. eines x/y-Koordinatensystems) des Acridons zurückzuführen. Die ermittelten Struktur-Wirkungsbeziehungen können dazu herangezogen werden, das rationale Design neuer DNA-Liganden mit potentiell stärkerer DNA-Bindung zu optimieren.

Die Verbindung von Kleinwinkelstreuung und in silico-Methodik zur Aufklärung von Konformationswechseln großer Proteinkomplexe

In dieser Dissertation wurden die Methoden Homologiemodellierung und Molekulardynamik genutzt, um die Struktur und das Verhalten von Proteinen in Lösung zu beschreiben. Mit Hilfe der Röntgenkleinwinkelstreuung wurden die mit den Computermethoden erzeugten Vorhersagen verifiziert. Für das alpha-Hämolysin, ein Toxin von Staphylococcus aureus, das eine heptamere Pore formen kann, wurde erstmalig die monomere Struktur des Protein in Lösung beschrieben. Homologiemodellierung auf Basis verwandter Proteine, deren monomere Struktur bekannt war, wurde verwendet, um die monomere Struktur des Toxins vorherzusagen. Flexibilität von Strukturelementen in einer Molekulardynamiksimulation konnte mit der Funktionalität des Proteines korreliert werden: Intrinsische Flexibilität versetzt das Protein in die Lage den Konformationswechsel zur Pore nach Assemblierung zu vollziehen. Röntgenkleinwinkelstreuung bewies die Unterschiede der monomeren Struktur zu den Strukturen der verwandten Proteine und belegt den eigenen Vorschlag zur Struktur. Überdies konnten Arbeiten an einer Mutante, die in einer sogenannten Präporenkonformation arretiert und nicht in der Lage ist eine Pore zu formen, zeigen, dass dieser Übergangszustand mit der Rotationsachse senkrecht zur Membran gelagert ist. Eine geometrische Analyse beweist, dass es sterisch möglich ist ausgehend von dieser Konformation die Konformation der Pore zu erreichen. Eine energetische und kinetische Analyse dieses Konformationswechsels steht noch aus. Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit den Konformationswechseln von Hämocyaninen. Diese wurden experimentell mittels Röntgenkleinwinkelstreuung verfolgt. Konformationswechsel im Zusammenhang mit der Oxygenierung konnten für die 24meren Hämocyanine von Eurypelma californicum und Pandinus imperator beschrieben werden. Für eine Reihe von Hämocyaninen ist nachgewiesen, dass sie unter Einfluss des Agenz SDS Tyrosinaseaktivität entfalten können. Der Konformationswechsel der Hämocyanine von E. californicum und P. imperator bei der Aktivierung zur Tyrosinase mittels SDS wurde experimentell bestätigt und die Stellung der Dodekamere der Hämocyanine als wesentlich bei der Aktivierung festgestellt. Im Zusammenhang mit anderen Arbeiten gilt damit die Relaxierung der Struktur unter SDS-Einfluss und der sterische Einfluss auf die verbindenden Untereinheiten b & c als wahrscheinliche Ursache für die Aktivierung zur Tyrosinase. Eigene Software zum sogenannten rigid body-Modellierung auf der Basis von Röntgenkleinwinkelstreudaten wurde erstellt, um die Streudaten des hexameren Hämocyanins von Palinurus elephas und Palinurus argus unter Einfluss der Effektoren Urat und Koffein strukturell zu interpretieren. Die Software ist die erste Implementierung eines Monte Carlo-Algorithmus zum rigid body-Modelling. Sie beherrscht zwei Varianten des Algorithmus: In Verbindung mit simulated annealing können wahrscheinliche Konformationen ausgefiltert werden und in einer anschließenden systematischen Analyse kann eine Konformation geometrisch beschrieben werden. Andererseits ist ein weiterer, reiner Monte Carlo-Algorithmus in der Lage die Konformation als Dichteverteilung zu beschreiben.

Cross-reactions vs co-sensitization evaluated by in silico motifs and in vitro IgE microarray testing

Using an in silico allergen clustering method, we have recently shown that allergen extracts are highly cross-reactive. Here we used serological data from a multi-array IgE test based on recombinant or highly purified natural allergens to evaluate whether co-reactions are true cross-reactions or co-sensitizations by allergens with the same motifs.

Besnoitia besnoiti protein disulfide isomerase (BbPDI): molecular characterization, expression and in silico modelling

Besnoitia besnoiti is an apicomplexan parasite responsible for bovine besnoitiosis, a disease with a high prevalence in tropical and subtropical regions and re-emerging in Europe. Despite the great economical losses associated with besnoitiosis, this disease has been underestimated and poorly studied, and neither an effective therapy nor an efficacious vaccine is available. Protein disulfide isomerase (PDI) is an essential enzyme for the acquisition of the correct three-dimensional structure of proteins. Current evidence suggests that in Neosporacaninum and Toxoplasmagondii, which are closely related to B. besnoiti, PDI play an important role in host cell invasion, is a relevant target for the host immune response, and represents a promising drug target and/or vaccine candidate. In this work, we present the nucleotide sequence of the B. besnoiti PDI gene. BbPDI belongs to the thioredoxin-like superfamily (cluster 00388) and is included in the PDI_a family (cluster defined cd02961) and the PDI_a_PDI_a'_c subfamily (cd02995). A 3D theoretical model was built by comparative homology using Swiss-Model server, using as a template the crystallographic deduced model of Tapasin-ERp57 (PDB code 3F8U chain C). Analysis of the phylogenetic tree for PDI within the phylum apicomplexa reinforces the close relationship among B. besnoiti, N. caninum and T. gondii. When subjected to a PDI-assay based on the polymerisation of reduced insulin, recombinant BbPDI expressed in E. coli exhibited enzymatic activity, which was inhibited by bacitracin. Antiserum directed against recombinant BbPDI reacted with PDI in Western blots and by immunofluorescence with B. besnoiti tachyzoites and bradyzoites.