Mechanism of action of cyclic antimicrobial peptides

This PhD thesis is the result of the combination of experimental and computational techniques with the aim of understanding the mechanism of action of de novo cyclic decapeptides with high antimicrobial activity. By experimental techniques the influence of the replacement of the phenylalanine for tryptophan residue in their antimicrobial activity was tested and the stability in human serum was also analyzed, in order to evaluate their potential therapeutic application as antitumor agents. On the other hand, the interaction amongst the peptide BPC194 c(KKLKKFKKLQ), the best candidate from the whole library of cyclic peptides, and a model anionic membrane was simulated. The results showed a structure-function relationship derived from the stable conformation of the peptides involved in the membrane permeabilization. As a result, a rational design was performed being BPC490 the peptide with best antimicrobial activity compared with the best active peptide from the original library.

Pesquisa de péptidos em Macroalgas dos Açores com potencial atividade inibitória da Enzima Conversora da Angiotensina I (ECA): Extração, purificação, caracterização e avaliação da sua atividade anti-hipertensiva

Jornadas "Ciência nos Açores – que futuro? Tema Ciências Naturais e Ambiente", Ponta Delgada, 7-8 de Junho de 2013.

Síntese de péptidos contendo resíduos de aminoácidos não proteinogénicos

Dissertação de mestrado em Química Medicinal

Caracterización de péptidos circulantes en sangre activadores e inhibidores de linfocitomas

El presente proyecto es continuación de una línea de investigación iniciada en colaboración con el Instituto de Investigaciones de Péptidos de la Universidad de Hannover, Alemania. En el mismo estudiaremos la actividad biológica de un péptido que aislamos y caracterizamos recientemente a partir del hemofiltrado de pacientes renales dializados. Este péptido, compuesto por una doble cadena de 70 aminoácidos unidos por puentes disulfuros en posición paralela, aparece en su forma postranscripcional con 1 a 3 metioninas oxidadas y tiene capacidad de ligar xenobióticos y productos naturales. Por su actividad proliferativa sobre las células de linfoma Nb2, utilizadas como bioanálisis, lo hemos denominado LPAP; péptido activador de la proliferación de linfocitoma. El efecto proliferativo sobre células de linfocitoma y posiblemente sobre otras especies celulares, representa una actividad biológica cuyas implicancias son imponderables. Dada su capacidad de fijar péptidos bioactivos no se puede descartar que el LPAP sea un transportador (o carrier), en cuyo caso la actividad proliferativa debe ser atribuida a otro compuesto firmemente ligado a la molécula secuenciada por nosotros. (...) Los siguientes objetivos son propuestos para los próximos 3 años: 1. Producción de anticuerpos específicos contra LPAP para determinar las células productoras del mismo en el organismo por un mapeo inmunocitoquímico. 2. Desarrollo de un método cuantitativo para valorar las concentraciones del péptido en diferentes fluidos corporales en sujetos en condiciones normales y patológicas. 3. Síntesis parcial o total de la molécula para establecer definitivamente la actividad biológica observada. 4. Caracterización de péptidos inhibitorios de la proliferación del Linfoma. 5. Determinación de prolactina en el hemofiltrado y correlación de su contenido con otras moléculas proliferativas o inhibidoras de las células Nb2.

Selección de péptidos sintéticos del Virus de la Hepatitis G (GBV-C/HGV) inhibidores del Péptido de Fusión HIV-I

El GB virus C (GBV-C) o virus de l'hepatitis G (HGV) es un virus format per una única cadena de RNA que pertany a la familia Flaviviridae. En els últims anys, s'han publicat nombrosos treballs en els quals s'associa la coinfecció del GBV-C i del virus de la immunodeficiència humana (VIH) amb una menor progressió de l'esmentada malaltia així com amb una major supervivència dels pacients una vegada que la SIDA s'ha desenvolupat. El mecanisme pel qual el virus GBV-C/HGV exerceix un “efecte protector” en els pacients amb VIH encara no està descrit. L’estudi de la interacció entre els virus GBVC/HGV i VIH podria donar lloc al desenvolupament de nous agents terapèutics per al tractament de la SIDA.Treballs recents mostren com la capacitat inhibitòria del virus del GBV-C/HGV és deguda a la seva glicoproteina estructural E2. S’ha vist que aquesta proteina seria capaç d’inhibir la primera fase de replicació de VIH, així com la unió i la fusió amb les membranes cel•lulars. Sobre la base d’aquests estudis, l’objectiu d’aquest treball ha estat seleccionar inhibidors del pèptid de fusió del VIH utilitzant pèptids sintètics de la proteina E2 del GBV-C/HGV. El treball realitzat ha consistit en estudiar, utilitzant assajos biofísics de leakage i de lipid mixing, la capacitat dels pèptids de la proteina estructural del virus del GBV-C/HGV per inhibir la interacció i el procés de desestabilització de membranes induïdes pel pèptid de fusió de la glicoproteina de l’embolcall, GP41, del VIH. Aquests assajos, com es descriu en treballs anteriors, han resultat útils per a la selecció i la identificació de compostos amb activitat específica anti-GP41. Es pot afirmar que efectivament els pèptids seleccionats de la proteina E2 del virus del GBV-C/HGV inhibeixen l’activitat del pèptid de fusió del VIH probablement com a consequència d’un canvi conformacional en aquest darrer.

Síntesis y estudio estructural de nuevos γ-péptidos ciclobutánicos

En el presente trabajo se ha llevado a cabo la síntesis y el estudio estructural de tres series diferentes de γ-péptidos conteniendo un ciclobutano como elemento constrictor del esqueleto péptidico. También se han sintetizado una serie de γ-péptidos híbridos formados a partir de monómeros ciclobutánicos y un derivado de prolina para su potencial uso como péptidos capaces de penetrar en las células (CPPs).

Análisis del perfil de péptidos en sangre y orina en pacientes con nefropatía IgA y su asociación con las lesiones histológicas según la clasificación de Oxford

La nefropatía IgA (NIgA) es causa importante de insuficiencia renal crónica. Se propone estudiar el perfil proteómico en sangre/orina de pacientes con NIgA y su asociación con las lesiones histológicas según la clasificación de Oxford. Se incluyeron pacientes con NIgA entre 2006-2009, evaluando las lesiones histológicas según la Clasificación de Oxford. Se realizó análisis proteómico mediante microesferas magnéticas y espectrometría de masas (MALDI-TOF MS). Encontramos una asociación significativa entre péptidos en sangre/orina y las lesiones histológicas. Uromodulina, alfa-1-antitripsina y bradiquinina, mostraron una asociación significativa con la lesión tubulointersticial y glomerulosclerosis. Los péptidos m/z (1769,1898,1913,1945,2378,2491,2977,3004,3389,3406,4752,5337,9289) se asociaban con una peor función renal. Palabras claves: Clasificación de Oxford, Nefropatía IgA, perfil de péptidos.

Teoría de conjuntos aplicada a la caracterización matemática de unión de péptidos al HLA clase II

Las bases moleculares para el reconocimiento y la respuesta inmune están en la presentación de péptidos antigénicos. Se utilizaron la teoría de conjuntos y los datos experimentales para realizar una caracterización matemática de la región central de unión del péptido mediante la definición de 8 reglas asociadas a la unión al HLA clase II. Estas reglas se aplicaron a 4 péptidos promiscuos, 25 secuencias peptídicas naturales de la región central, de las cuales 13 presentaron unión, mientras que los demás no, y 19 péptidos sintéticos buscando diferenciar los péptidos. A excepción de uno, todos los péptidos de unión y no unión fueron caracterizados acertadamente. Esta metodología puede ser útil para escoger péptidos clave en el desarrollo de vacunas.

Influencia del bloqueo del factor de necrosis tumoral-alfa sobre los niveles del factor reumatoide y anticuerpos anti-péptidos cíclicos citrulinados en pacientes con artritis reumatoide

La respuesta clínica a los anti-TNF-α en los pacientes con Artritis Reumatoide (AR) es muy variable, en muchos casos se logra la remisión de la enfermedad, sin embargo una cantidad sustancial de pacientes no responden y persisten con actividad de la enfermedad o presentan recaídas a pesar del tratamiento. Los marcadores clínicos, radiológicos, serológicos y genéticos disponibles para el diagnóstico y seguimiento de la enfermedad tienen un valor limitado a la hora de predecir de manera precisa la respuesta al tratamiento y las recaídas. El factor reumatoide (FR) y los anticuerpos anti-péptidos cíclicos citrulinados (anti-PCC) son los principales marcadores biológicos en la AR y forman parte de los criterios de clasificación de la enfermedad, sin embargo, la relación entre los cambios en la concentración de estos autoanticuerpos y la respuesta a los anti-TNF- es variable en los diferentes estudios y no se aceptan como factores de predicción y de seguimiento de la respuesta a estos fármacos. Las concentraciones séricas del fármaco y los anticuerpos anti-fármaco (ADAb anti-drug antibodies) han sido estudiados como marcadores séricos relacionados con la actividad del enfermedad. Diferentes investigadores han demostrado que la pérdida de eficacia a los anti-TNF-α está asociada con el desarrollo de ADAb, que a su vez se correlaciona con la ausencia de concentraciones séricas adecuadas del fármaco...

Obtención de péptidos alimentarios mediante hidrólisis enzimática con efectos sobre la salud intestinal

En la presente Tesis Doctoral, se estudió la obtención e identificación de péptidos alimentarios mediante el uso de hidrólisis enzimática y sus efectos sobre la salud gastrointestinal. La secuenciación y cuantificación de los péptidos se realizó mediante cromatografía de líquidos de alta eficacia en fase inversa acoplada a espectrometría de masas en tándem (RP-HPLC-MS/MS). Se analizaron distintos hidrolizados y digeridos gastrointestinales de caseínas, proteínas de suero de leche y lunasina. Inicialmente, se propone la producción de caseinofosfopéptidos (CPPs) mediante la hidrólisis con tripsina de un subproducto de caseína generado durante la fabricación de un ingrediente funcional con actividad antihipertensiva. La identificación y la semi-cuantificación de CPPs revelaron algunos cambios cualitativos y cuantitativos en los CPPs generados en los hidrolizados con distintas condiciones de tiempo de hidrólisis y precipitación selectiva. Una vez realizada la identificación de CPPs en los hidrolizados trípticos, el subproducto también se sometió a un proceso de digestión gastrointestinal simulando las condiciones fisiológicas. La comparación de los péptidos resultantes mostró gran homología en las secuencias de CPPs formados por la hidrólisis con tripsina y la digestión gastrointestinal simulada. Se observó que algunas regiones de αS1-caseína, concretamente las comprendidas entre los residuos (43-59) y (60-74), de la αs1-caseína y los residuos (1-25) y (30-50) de β-caseína, fueron capaces de resistir tanto a la hidrólisis con tripsina como a la digestión gastrointestinal. Por lo tanto, se demuestra que el subproducto industrial puede ser empleado como fuente de CPPs para favorecer la absorción de minerales a nivel intestinal...

Estudio de las modificaciones conformacionales y su influencia en la actividad inmunológica de péptidos derivados de las familias de las proteínas spect-1 y -2, siap-1 y -2 de plasmodium falciparum

SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2 son proteínas pertenecientes al esporozoíto de Plasmodium falciparum causante de la malaria más agresiva en los humanos. Estas proteínas están involucradas en el paso del parásito a través de las células del hospedero humano y en la invasión del hepatocito, haciéndolas blancos atractivos para ser estudiadas. Péptidos conservados de alta capacidad de unión (cHABPs) a células HeLa y HepG2 derivados de estas moléculas son no inmunogénicos porque son incapaces de generar una respuesta inmunitaria, pero son claves para el parásito porque cumplen una función importante durante la infección del hospedero humano. En este trabajo se encontró que algunos cHABPs pertenecientes a las proteínas SPECT-1 y -2, están posiblemente involucrados con la unión y formación de poros sobre la membrana de las células hospederas, ayudando al esporozoíto a abrirse paso través de las células del hospedero. Por otro lado, con el fin de cambiar el comportamiento inmunológico de cHABPs derivados de SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2, se obtuvieron nuevos péptidos mediante el reemplazo de aminoácidos críticos por otros residuos cuya masa molecular sea similar, pero diferente en su polaridad. En este trabajo se reporta que dichas modificaciones promovieron cambios en la estructura secundaria (determinada por DC o 1H-RMN) de los péptidos modificados (mHABPs) cuando se comparó con la estructura de los cHABPs nativos; adicionalmente, estos mHABPs invirtieron su comportamiento inmunológico convirtiéndose en péptidos inmunogénicos inductores de anticuerpos. Lo que permite establecer la existencia de una relación entre la estructura que adoptan estos mHABPs con su actividad inmunológica. Además, algunos de los mHABPs estudiados aquí, pueden ser candidatos a ser incluidos en la vacuna contra la malaria químicamente sintetizada multi-epitope y multi-estadio que se está desarrollando en la Fundación Instituto de Inmunología de Colombia (FIDIC).

Estudio conformacional de péptidos modificados de las proteínas STARP, CelTOS, TRSP y SERA 5 de Plasmodium falciparum y su relación con una respuesta inmune en malaria

El desarrollo de una vacuna contra malaria es un área de exploración activa pero con enormes retos debido especialmente a la complejidad del ciclo del parásito. Así, es necesario bloquear las diferentes etapas de la invasión que tiene el Plasmodium falciparum y extraer de ellas la mayor información posible de la artillería que utiliza para su ataque. Para esto, péptidos de las proteínas STARP, CelTOS y TRSP (del esporozoito) y SERA 5 (del merozoito) que tienen alta afinidad de unión a células HepG2 y a glóbulos rojos respectivamente (conocidos como cHABPs), han sido modificados (conocidos como mHABPs), sintetizados y evaluados a nivel de respuesta inmune en monos Aotus así como estudiados en su conformación estructural por RMN de 1H. Los resultados muestran que los péptidos nativos no son inmunogénicos, pero pueden inducir altos títulos de anticuerpos cuando sus residuos críticos o sus vecinos son reemplazados por otro con un volumen y masa similar, pero diferente polaridad. El estudio conformacional pone de manifiesto que las estructuras de los péptidos nativos son diferentes de sus péptidos modificados ya sea que muestren regiones estructuradas más cortas o más largas o que no presenten ninguna, en comparación con sus análogos modificados altamente inmunogénicos. Las características estereoquímicas particulares en las cadenas laterales de algunos residuos de aminoácidos de estos péptidos modificados así como los rasgos fisicoquímicos parecen jugar un rol importante en la respuesta inmune apropiada cuando estos fueron inmunizados en grupos de monos Aotus confiriendo un avance al diseño de una vacuna contra malaria totalmente eficaz.

Análogos do neuropéptido Y marcados com 99mTc para detecção de receptores Y1 expressos no cancro da mama

Mestrado em Medicina Nuclear. Área de especialização: Radiofarmácia.

Estudo de atividades antimicrobianas em bactérias do género Bacillus isoladas nos Açores : otimização das condições de produção, identificação e caracterização de bacteriocinas

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 18 de Novembro de 2015, Universidade dos Açores.

Contribuição para o estudo da hidrólise enzimática acelerada da b-lactoglobulina por meio de ultra-sons

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar área de especialização Segurança Alimentar