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Type: TESE
Title: BJcuL, lectina do veneno de Bothrops jararacussu : analise estrutural do cDNA e investigações preliminares do efeito da proteina nativa sobre celulas tumorais do colon
Author: Kassab, Bayki Hussein
Advisor: Novello, Jose Camillo, 1955-
Abstract: Resumo: As lectinas presentes nos venenos ofídicos são classificadas como lectinas tipo-C e são formadas por cadeias polipeptídicas relativas ao CRD (carbohydrate recognition domain) livre, sem domínios adicionais. BJcuL é uma lectina presente no veneno da serpente Bothrops jararacussu, isolada e caracterizada em nosso laboratório. Trata-se de um homodímero, com grande afinidade à galactose e apresenta atividades tóxica sobre células tumorais e endoteliais. Este trabalho teve como proposta: (1) determinar a seqüência completa do cDNA da lectina do veneno da serpente Bothrops jararacussu; (2) desenvolver um sistema de expressão, solubilização e purificação para a produção de BJcuL recombinante; (3) comparar a atividade da BJcuL recombinante com a nativa. Concomitante ao trabalho acima, foi também de nosso interesse: (4) investigar o efeito de BJcuL nativa sobre células tumorais do cólon quanto a proliferação/viabilidade, e produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). O cDNA-BJcuL foi isolado da biblioteca de cDNA a partir da glândula de veneno de B. jararacussu. A seqüência do cDNA-BJcuL (GenBank acesso No. AY388642); apresentou uma região codificadora de aminoácido correspondente a BJcuL nativa e com um elevado grau de identidade com outras lectinas do tipo-C. O cDNA-BJcuL foi amplificado por PCR e ligado ao vetor de pET15b e usado para transformar E. coli BL21 (DE3). Uma proteína ,insolúvel e inativa, de 18,5 kDa foi expressa após a adição de 1 mM de IPTG. A rBJcuL foi desnaturada com 6 M de uréia, purificada e renaturada em coluna de afinidade, seguida de diálise e cromatografia em gel. A eficiência no processo de renaturação foi confirmada através de ensaios biológicos, dicroísmo circular e análise dos peptídios de rBJcuL. As células tumorais do cólon HT-29 D4 e Caco-2, após a adesão, foram incubadas com BJcuL (0 - 10 mM com 5% de FBS) por diferentes períodos (24, 48 e 72h). Ensaios de proliferação foram feitos usando o Kit BrdU-Elisa e uma interessante diminuição na incorporação de BrdU foi observada em ambas as células. BJcuL (2,5 µM) foi capaz de inibir aproximadamente 50% da proliferação em Caco-2 e 30% em HT-29 D4 em 24h. Este efeito, aparentemente não foi relacionado ao tênue desequilíbrio celular de ROS, cerca de 20% na presença de 2,5 µM de BJcuL, medido em fluorímetro (excitação em 490 nm e emissão a 538 nm) após a adição da sonda DCFH-DA. Ensaios com o reagente MTT confirmaram que BJcuL apresenta fraca citotoxicidade e não é capaz de diminuir a viabilidade dessas células. Com base nos resultados obtidos, buscamos desenvolver um estudo mais detalhado da estrutura molecular de BJcuL e suas funções, por meio da clonagem, seqüenciamento e expressão de rBJcuL, na intenção de fornecer dados para o esclarecimento das particularidades estruturais dessas proteínas

Abstract: Snake venom lectins are classified as C-type lectins and their molecular structure consist in at least one carbohydrate recognition domain - CRD per subunit. BJcuL is a lectin from Bothrops jararacussu snake venom, which have been isolated and characterized in our laboratory. The lactose-binding BJcuL is a homodimer, and show toxic activity on cancer cells and endothelial cell lines. The aim of this work was: (1) to determine the complete cDNA sequence that encode the lectin from B. jararacussu snake venom; (2) to develop a methodology for the expression, solubilization, and purification of recombinant BJcuL; (3) to compare recombinant and native BJcuL activity. In addition to the work described we have investigated (4) native BJcuL effect on colon tumor cells concerning the proliferation and reactive oxygen species production (ROS). The cDNA-encoding BJcuL has been isolated of the cDNA phage library, constructed from B. jararacussu venom glands. The mature protein-coding region was amplified by PCR with specific oligonucleotides, and subcloned into the pET-15b vector to express the recombinant BJcuL in Escherichia coli BL21 (DE3). The deduced amino acid sequence exhibits a high degree of sequence identity with c-type lectins (CTLs) and c-type lectin-like domains (CTLDs). An insoluble and inactive 18.5-kDa protein was overexpressed after 1.0 mM IPTG induction. The recombinant BJcuL was recovered and denatured in a buffer with 6 M urea and purified on a nickel-affinity column. Protein refolding was carried out on this column, during procedure purification, followed by dialysis against CTBS and then by gel filtration for separation of the active dimmer. The refolding process of rBJcuL and the analysis of its structure were confirmed by biological assay, circular dichroism and Maldi-Tof. HT-29 D4 and Caco-2 cells, after adhesion, were treated with BJcuL (0 - 10 mM with 5%FBS) in 24, 48 and 72h. Proliferation assays were performed using BrdU-Elisa kit. An interesting decrease in BrdU incorporation was observed for both cells. At 2.5 µM BJcuL inhibited cell proliferation by approximately 50% for Caco-2 and 30% for HT-29 D4 in 24 h. This effect apparently was unrelated to subtle (20%) cellular redox imbalance induced by 2.5 µM BJcuL. In addiction, BJcuL showed a weak cytotoxic effect on these cell lines, since MTT assay did not show any decrease in cell viability. Together with the results presented, we are interested in a more detailed study of the molecular structure of BJcuL and its functions, through cloning and expression of rBJcuL, intending to clarify the structural particularities of these proteins
Subject: Expressão
Cancer
Veneno
Clonagem molecular
Lectinas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2004
Appears in Collections:IB - Dissertação e Tese

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