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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Andre Luis Coelho da Silva
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2005
Orientador
Banca examinadora
Araujo, Ana Paula Ulian de (Presidente)
Araújo, Heloisa Sobreiro Selistre de
Carlini, Célia Regina Ribeiro da Silva
Moreira, Renato de Azevedo
Polikarpov, Igor
Título em português
Pulchellina: uma potente toxina vegetal inativadora de ribossomos - RIP tipo 2. estudos in vitro e in vivo
Palavras-chave em português
Abrina
Abrus
Clonagem
Lectina
Proteínas inativadoras de ribossomos
Ricina
Toxina
Resumo em português
Pulchellina é uma proteína inativadora de ribossomo (RIP) isolada de sementes de Abrus pulchellus fragmento que codifica a cadeia A da pulchellina (PAC) foi clonado e inserido no vetor pGEX-5X para expressar a cadeia A recombinante (rPAC) como uma proteína de fusão em Escherichia coli. A análise da seqüência de aminoácidos mostrou que a rPAC apresenta uma alta identidade seqüencial (> 86%) com a cadeia A da abrina-c. A habilidade que a rPAC possui para depurinar rRNA em ribossomos de levedura também foi demonstrada em testes in vitro. Objetivando verificar a atividade tóxica do produto heterólogo, nós promovemos a associação in vitro da rPAC com a cadeia B recombinante da pulchellina (rPBC). Ambas as cadeias foram incubadas na presença de um sistema de redução/oxidação, originando um heterodímero ativo (rPAB). O rPAB apresentou uma massa molecular aparente de aproximadamente 60 kDa, similar a pulchellina nativa. As atividades tóxicas do rPAB e da pulchellina nativa foram comparadas através da injeção intraperitonial em camundongos, usando diferentes diluições de cada proteína. O rPAB foi capaz de matar 50% dos animais testados com doses de 45μg.kg-1. Nossos resultados mostraram que o heterodímero recombinante apresenta tanto toxicidade quanto um padrão conformacional similar a pulchellina nativa. Estudos usando cultura de tecidos também foram realizados com o objetivo de investigar a presença da pulchellina em calos obtidos a partir de sementes de A. pulchellus. Segmentos de cotilédones de sementes imaturas foram inoculados em meio MS suplementado com diferentes concentrações de auxina, citocinina e sacarose para promover a indução dos calos. A expressão da pulchellina nos calos foi monitorada através de RT-PCR e testes de atividade biológica. Os calos obtidos após 35 dias foram congelados, macerados e submetidos a extração de RNA total e proteínas. Um fragmento específico de DNA que codifica a cadeia A da pulchellina foi amplificado a partir do RNA total sugerindo a síntese da proteína nos calos. Isto foi confirmado no extrato bruto de calos, que mostrou atividade hemaglutinante contra sangue de coelho e uma alta toxicidade quando injetado via intraperitoneal em camundongos.O extrato bruto também foi submetido à cromatografia de afinidade em coluna de Sepharose-4B. A fração retida na coluna apresentou duas bandas protéicas quando analisadas em gel de poliacrinamida, sob condições desnaturantes, apresentando um padrão similar ao obtido com a pulchellina de semente.
Título em inglês
Pulchellis: a patent vegetal toxin ribosome inactivating - type 2 RIP. in vitro and in vivo studies
Palavras-chave em inglês
Abrin
Abrus
Cloning
Lectin
Ribosome-inactivating proteins
Ricin
Toxin
Resumo em inglês
Pulchellin is a type 2 ribosome-inactivating protein (RIP) isolated from seeds of the Abrus pulchellus tenuiflorus plant. The DNA fiagment encoding Pulchellin A-chain (PAC) was cloned and inserted in pGEX-5X to express the recombinant pulchellin Achain (rPAC) as a fusion protein in Escherichin coli. The deduced amino acid sequence analyses of the rPAC presented a high sequential identity (> 86%) with the A-chain of abrin-c. The ability of the rPAC to depurinate rRNA in yeast ribosome was also demonstrated in vitro. Intending to validate the toxic activity we promoted the in vitro association of the rPAC with the recombinant pulchellin binding chain (rPBC). Both chains were incubated in the presence of a reducedloxidized system, yielding an active heterodimer (rPAB). The rPAB showed an apparent molecular mass of about 60 D a similar to the native pulchellin. The toxic activities of the rPAB and native pulchellin were compared by intraperitoneal injection in mice using different dilutions. The rPAB was able to kill 50% of the tested mice with doses of 45μg.kg-1. Our results indicated that the recombinant heterodimer presented toxic activity and a conformational pattern similar to pulchellin. Studies using tissue cultures were also performed to investigate the presence of the pulchellin in callus established from seed explants of A. pulchellus. Cotyledon segments of immature seeds were inoculated in basal medium MS supplemented with different concentrations of auxin, citokinin and sucrose in order to determine the best callus induction. The pulchellin expression was monitored in callus cultures by RT-PCR and biological activity. The calli obtained aRer 35 days were freeze dried, macerated and submitted to extraction of total RNA and proteins. A specific DNA fragment codifying the A-chain pulchellin was amplified from callus RNA suggesting the synthesis of the protein. This was confirmed in the calli crude extract that showed haemagglutinating activity against rabbit blood cells and a high intraperitoneal toxicity to mice. The crude extract was also submitted to affinity chromatography on a Sepharose-4B column. The retained protein, showed to be composed by two main bands in polyacrylamide gel electrophoresis, in denaturating conditions, with a similar pattern to the results obtained with seeds pulchellin.
 
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Data de Publicação
2009-01-08
 
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