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Item Emprego de ensaios de HTS na identificação de compostos guia de produtos naturais e abordagens de planejamento racional de fármacos a alvos selecionados de doenças parasitárias(2017-05-29) Thiemann, Otavio HenriquePara a descoberta de novos compostos biologicamente ativos contra doença é necessária à avaliação de um grande número de extratos e compostos puros através de ensaios biológicos ou bioquímicos. A probabilidade de identificar novos compostos bioativos depende do número e diversidade química das amostras avaliadas, além da especificidade dos ensaios. Após a identificação de uma nova molécula bioativa, a caracterização estrutural e das interações enzima alvo-ligante se faz necessária para a otimização de propriedades farmacodinâmicas. Esses estudos requerem a construção de bases de dados de compostos e o uso de métodos computacionais avançados em química medicinal. A presente proposta tem como objetivo a implementação de ensaios bioquímicos em larga escala, do inglês High-Throughput Screening (HTS), usando sistemas automatizados que requerem pequenos volumes de amostras. Estes ensaios em larga escala serão muito úteis no esforço global da rede BioprospecTa. O gerenciamento de bases de dados de compostos, onde a informação química/estrutural e biológica estará classificada e organizada, irá permitir a aplicação de métodos avançados em química medicinal computacional para o planejamento de novas moléculas bioativas candidatas a protótipos de novos fármacos. Atualmente, estudos envolvendo a triagem bioquímica de compostos puros de origem natural e sintética e de extratos é realizado em colaboração com os laboratórios de química de produtos naturais do Prof. Dr. Paulo Cezar Vieira (DQ-UFSCar), Prof. Dr. Roberto Gomes de Souza Berlinck (DFQ-IQSC) e Profa. Dra. Monica Tallarico Puppo (FMRP). O objetivo principal do laboratório é o desenvolvimento de pesquisa aplicada e fundamental, assim como de desenvolvimento tecnológico. Este esforço é focado nas áreas de planejamento molecular baseado em estruturas, especificamente e diretamente relacionado à iniciativa da rede BioprospecTa.Item Biossíntese de selenocisteína: estudos estruturais e validação por RNAi(2017-05-26) Thiemann, Otavio HenriqueA via de síntese do 21° aminoácido (selenocisteina - Sec - U) representa a principal forma biológica de selênio. A sua síntese e incorporação em selenoproteínas depende de um códon de terminação UGA em fase e uma estrutura terciária do mRNA (SECIS). Recentemente identificamos a existência da via de síntese de selenocisteínas e os respectivos genes para SELE, SELD, PSTK, SECp43 e os tRNASerSec (SeIC) em todos os Kinetoplastida. Um gene candidato a selenoproteína, Sell foi identificado em L. major e L. infantum. Em Kinetoplastida esta via representa um alvo em potencial no estudo do mecanismo de interação e especificidade entre proteínas e tRNAs bem como uma possível via para desenho de inibidores. A cristalização e determinação da estrutura 3D dos componentes desta via de Kinetoplastida (Leishmania major e Trypanosoma brucei) bem como a validação desta via como potencial alvo para o desenho de inibidores por técnica de RNA de interferência são os objetivos principais deste projeto.Item Aplicação dos princípios de evolução in vitro em estudos de função e estrutura da hipoxantina-guanina-fosforribosil-transferase de Leishmania tarentolae(2017-05-26) Thiemann, Otavio HenriqueAs leishmanioses estão dentre as mais devastadoras doenças humanas. Entretanto não se possui uma medida de tratamento eficiente e segura dos indivíduos infectados. Estes organismos se destacam por serem auxotróficos para purinonucleotídeos. Com a finalidade de desenvolver novas formas de quimioterapia, a via de recuperação se apresenta como uma ideia candidata a esse fim. Objetivando complementar a pesquisa em andamento pretendemos empregar técnicas de evolução in vitro (DNA shuffling) para a seleção de mutantes do gene HGPRT de Leishmania. Esses serão sequenciados e estudos cinéticos serão realizados. As enzimas mutadas poderão ser posteriormente cristalizadas e sua estrutura resolvida. Esta informação levará a um melhor entendimento do mecanismo de catálise e ao desenho de inibidores.Item Preparação bioquímica para caracterização molecular e estrutural do RNA vírus LRV1-4(2015-05-15) Azevedo, Érika Chang deO vírus de Leishmania 1-4 ( do inglês Leishmania RNA virus 1-4 ou LRV1-4) é um vírus da família Totiviridae, e que possui capsídeo icosaédrico e RNA dupla-fita que codifica duas proteínas (proteína capsidial e RNA polimerase). Dados recentes indicam o envolvimento do LRV1-4 na patogênese de Leishmania no hospedeiro humano, tornando seu estudo de fundamental importância para o entendimento dessa doença e de seu papel na relação parasito-hospedeiro. Há relatos sobre a purificação do vírus a partir do seu hospedeiro natural (Leishmania guyanensis) e a partir de sistemas de expressão heteróloga. Este trabalho tem por objetivo estabelecer os métodos de purificação para posteriores estudos estruturais por Microscopia Eletrônica de Transmissão por Contraste Negativo (NS-TEM) e por Crio-Microscopia Eletrônica (Cryo-EM). Os estudos aqui propostos irão permitir a construção de um modelo estrutural do capsídeo do LRV1-4 e sua identificação correta dentre os totivírus. Além das contribuições ao conhecimento da biologia/patogenia do LRV1-4 este estudo representa a primeira caracterização estrutural de um capsídeo viral realizada no Brasil, e assim um avanço importante para a área de virologia e biologia estrutural no pais. Foram realizadas ultracentrifugações biológicas, utilizando gradientes de sacarose, para a purificação do vírus a partir do extrato celular de L. guyanensis. As frações que apresentaram RNA viral foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão (Campinas LNNano CNPEM). Além disso, foram realizadas tentativas de expressar a proteína do capsídeo (ORF2) em Leishmania tarentolae e Escherichia coli. Foram também realizados esforços para a obtenção de anticorpos a partir de peptídeos sintetizados após análise computacional da sequência de aminoácidos da proteína do capsídeo. As amostras obtidas a partir do hospedeiro natural do vírus se apresentaram heterogêneas quando analisadas por NS-TEM, de modo que não foi possível a realização de uma análise estrutural. Porém, a presença de partículas do tamanho esperado para o vírus em amostras em que foi detectado o RNA viral indicam que são necessários esforços para obtenção de uma amostra de maior pureza e homogênea. Além disso, não foi possível obter a proteína do capsídeo nos sistemas de expressão heteróloga. A presença de 25 resíduos de cisteína pode estar levando a proteína à degradação rápida em bactéria. Os experimentos de expressão em células de Leishmania ainda não foram conclusivos. Foi obtido um anticorpo anti-peptídeo que reconhece a proteína do capsídeo, tornando possíveis experimentos como imunolocalização e imunoprecipitação do vírus.Item Determinação da estrutura cristalográfica da enzima glicose-6-fosfato isomerase de Leishmania mexicana e comparação com a enzima homóloga de humanos(2008-04-17) Cordeiro, Artur TorresEsta tese apresenta em sua introdução uma revisão bibliográfica sobre a leishmaniose no Brasil e no mundo, com dados atuais de documentos do Ministério da Saúde e da Organização Mundial da Saúde. Discute também, com base em revisões bibliográficas recentes, os mecanismos que o parasita (Leishmania) possui para escapar da resposta imunológica e obter abrigo no interior das células de defesa dos humanos; os tratamentos atualmente empregados para a leishmaniose; a importância de uma abordagem racional para o desenvolvimento de novas drogas e a falta de interesse das industrias farmacêuticas em direcionar a pesquisa & desenvolvimento para doenças tropicais. Ainda na introdução ressalta-se a importância da identificação e validação de potenciais alvos metabólicos antes de se investir na busca por compostos com potencial quimioterápico. Como exemplo discute-se o papel das enzimas do metabolismo energético, entre elas a fosfoglicose isomerase (PGI), na sobrevivência e homeostase do parasita Leismanin. Os experimentos descritos nesta tese visam a determinação da estrutura cristalográfica da PGI de L. mexicana e a comparação cinética e estrutural com a PGI humana. O mapeamento das diferenças estruturais entres as duas enzimas é fundamental para a validação da PGI como potencial alvo metabólico e serve de guia para a idealização de inibidores seletivos da enzima dos parasitas.