Apresentao Biotecnologia Rocha 2011

(1)

Professor Dr. Bruno Anderson Matias da Rocha

Universidade Federal do Ceará

Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular

Graduação em Biotecnologia

Linha de Pesquisa: Biologia Estrutural de

Macromoléculas

Área de Concentração: Cristalografia de Proteínas

(2)

Apresentação

• Graduação (UECE):

– Licenciatura em Ciências Biológicas (1999-2002)

– Bacharelado em Ciências Biológicas (2003-2004)

• Biotecnologia Vegetal (Cultura de Tecidos) - EMBRAPA

• Mestrado em Bioquímica (DBBM-UFC)

2003-2005 (Biologia estrutural de proteínas)

• Doutorado em Bioquímica (DBBM-UFC)

(3)

Atividade Docente

• Universidade Regional do Cariri (2005-2007)

• Universidade Federal de Alagoas (2008-2010)

• Universidade Federal do Ceará (2010 - Atual)

– Introdução à Bioquímica

– Biofísica

• Mestrado em Biotecnologia(UFC/Sobral)

– Professor Colaborador

• Programa de Pós-Graduação em Química e

Biotecnologia (UFAL)

– Professor Permanente (Orientador de Mestrado)

– 2 mestrandos

(4)

Ferramentas de auxílio ao

ensino

(5)

(6)

Lectinas

Animais

Biomol-Lab

Lectinas

Vegetais

Lectinas

_{de Algas}

Bioinformática

_Biologia

Molecular

Atividades

Biológicas

Biologia

Estrutural

Química de

Proteínas

(7)

Moléculas-Alvo

• Lectinas

• Fosfolipases A

2 de Venenos de

Serpentes

• Hemoglobinas de Répteis

• Marcadores de Doenças

Cardiovasculares

(8)

Considerações Gerais

• Proteínas de origem não-imune com pelo menos um sítio

de ligação não catalítico que reconhecem e interagem de

forma reversível com carboidratos (Peumans & Van

Damme, 1995).

• Grupo heterogêneo de proteínas

– Propriedades bioquímicas

– Atividades biológicas

• Infecção, fertilização, câncer, transporte protéico e

embriogênese (Gabius & Gabius, 1997).

• Ferramentas importantes

– Biologia

– Histologia

– Medicina

(9)

Aspectos Estruturais

Lectina de Canavalia ensiformis (1CVN) (NAISMITH & FIELD,

1996). (a) Visão geral da estrutura quaternária da lectina com os

sítios de ligação a açúcar interagindo com um trimanosídeo. (b) Sítio

de ligação a metais (Ca

2+

_{e Mn}

2+

_{) e interações que estabilizam o sítio}

(10)

Ligantes Hidrofóbicos

Sítios de Ligação a Compostos do Metabolismo Vegetal. (a)

Sítio de ligação ao aminoácido não-protéico ácido α-aminobutirico

na lectina na lectina de Canavalia gladiata (PDB 1WUV). (b) Sítio

hidrofóbico de ligação à adenina da lectina de Dolichos biflofus

(PDB 1BLQ).

(11)

(12)

Técnicas de Resolução de Estrutura de

Proteínas

Cristalografia de Raios X

Ressonância Magnética Nuclear

Modelagem Molecular

(13)

PASSOS PARA A RESOLUÇÃO DE

ESTRUTURAS DE PROTEÍ)AS POR

CRISTALOGRAFIA DE RAIOS X

1 o

PASSO

2 o

PASSO

₃

o

_PASSO

4 o

PASSO

₅

o

_PASSO

₆

o

_PASSO

(14)

Gota:2µ

µ

µL/2µ

µ

µL

µ

Poço: 500 µ

µ

µL

Cristalização de Proteínas

Tris-HCl pH 8,0 10 mM com CaCl2 e MnCl2

12 mg/mL

Screen I e II

_suspensa

Gota

(15)

CRLI

(16)

Sala de Cristalização

BioMol-Lab/UFC

(Julho/2003)

Câmaras de

Cristalização

Cristal de lectina

Cristalização

Análise de

Cristais

BioMol-Lab

(17)

Cristal de Proteína

Raios X

Padrão de Difração

Integração das Imagens

Coleta de dados de difração de Raios X

Kit de

Cristalização

ou

(18)

Laboratório Nacional da

Luz Síncrotron - LNLS

(19)

Estrutura Tridimensional da

PPL2

Barril (β/α)8

(20)

Laboratório de

Espectrometria de Massas

BioMol-Lab

(21)

(22)

Lectina de Canavalia boliviana

M/z 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 % 0 100 Cboliviana Tripsina

20090820_Cbol_trip_001 MaxEnt 3 99 [Ev60734,It50,En1] (0.050,200.00,0.200,1400.00,2,Cmp) 2: TOF MSMS 555.30ES+ K Y L G T T A S L G V yMax 840.44 y8 682.38 y6 310.18 y2 86.10 L 84.08 136.08 Y 242.11 a3 185.09 240.14 198.09 292.17 480.28 y4 382.17 345.21 400.19 a5 453.27 581.33 y5 513.27 570.31 619.40 753.41 y7 683.42 822.45 763.42 821.49 1010.55 y10 841.49 959.49 850.43 937.46 _1139.531161.72 1035.55 1175.69

(23)

gamma

alpha

beta

Lectina de Dioclea wilsonii

M/z

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

%

0 100

80 ug proteina/ 1:25 enzima M GuHCl sem bicarbonato

20091019_Dwilsonii_trip_promega_02 MaxEnt 3 110 [Ev-310958,It50,En1] (0.050,200.00,0.200,1400.00,2,Cmp) 3: TOF MSMS 757.37ES+

E T N T I L SWSFTSK bMax K S T F S W S L I T N TE yMax 842.41 y7 410.17 335.20 y3 140.07 198.09 428.18 569.30 y5 541.27 755.38 y6 654.35 824.40 937.49 843.47 1068.58 y9 956.56 1050.57 1169.63 y10 1069.65 1283.69 y11 1170.71 1284.61 1477.731509.90 1647.92

(24)

Projetos

• Projeto Universal: Estudos estruturais das

interações entre lectinas de leguminosas e

ligantes hidrofóbicos do metabolismo especial,

hormônios vegetais e aminoácidos não

protéicos. (Edital MCT/CNPq 14/2009

-Universal - Faixa A)

• Projeto Jovens cientistas em Nanotecnologia:

Desenho de drogas antiinflamatórias com base

em estudos cristalográficos e utilização de

pontos quânticos (Edital MCT/CNPq nº 62/2008

- Jovens Pesquisadores - Nanotecnologia).

(25)

INCT NanoBioSimes

www.nanobiosimes.ufc.br

Nanostructures and Nanobiomolecular

Modeling

(26)

Arranjo Institucional

UFC, UECE, CEFET - Fortaleza UFMA, CEFET – São Luis

UFPA - Belém UFRN-Natal UFAL-Maceió UFC-Sobral UNIFRA-Santa Maria URCA-Crato-CE

• Coordenado e sediado no NE

• 11 Instituições

• 41 Pesquisadores principais

www.nanobiosimes.ufc.br

(27)

Publicações

1. Purification and Partial Characterization of a New Pro-Inflammatory Lectin from Bauhinia bauhinioides Mart (Caesalpinoideae) Seeds. Protein and Peptide Letters, v. 18, p. 396-402, 2011.doi: 10.2174/092986611794653987

2. Umbelliferone induces changes in the structure and pharmacological activities of Bn IV, a Phospholipase A2 isoform isolated from Bothrops neuwiedi. Toxicon (Oxford), v. 57, p. 851-860, 2011. doi:10.1016/j.toxicon.2011.02.024

3. Structural basis for both pro- and anti-inflammatory response induced by mannose-specific legume lectin from Cymbosema roseum. Biochimie (Paris. Print), p. 806-816, 2011.doi:10.1016/j.biochi.2011.01.006

4. Effect of Lectins from Diocleinae Subtribe against Oral Streptococci. Molecules (Basel. Online), v. 16, p. 3530-3543, 2011. doi:10.3390/molecules16053530

5. Toxicity of some glucose/mannose-binding lectins to Biomphalaria glabrata and Artemia salina. Bioresource Technology, v. 101, p. 794-798, 2010.doi:10.1016/j.biortech.2009.07.062

6. Structure of a lectin from Canavalia gladiata seeds: new structural insights for old molecules. BMC Structural Biology 7, 52, 2007. (Online)doi: 10.1186/1472-6807-7-52

7. Structural analysis of Canavalia maritima and Canavalia gladiata lectins complexed with different dimannosides: new insights into the understanding of the structure-biological activity relationship in legume lectins. Journal of Structural Biology, 2007. (in press) doi:10.1016/j.jsb.2007.07.012

8. Crystal structure of a lectin from Canavalia maritima (ConM) in complex with trehalose and maltose reveals relevant mutations in ConA-like lectins. Journal of Structural Biology, EUA, 2006.doi:10.1016/j.jsb.2006.03.011

9. cDNA cloning and 1.75 A crystal structure determination of PPL2, an endochitinase and N-acetylglucosamine binding hemagglutinin from Parkia platycephala seeds. Febs Journal, Inglaterra, 273, 3962-3974, 2006.

doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05400.x

10. Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the lectin from Dioclea rostrata Benth seeds. Acta Crystallographica F62, 166-168, 2006.doi:10.1107/S1744309106001801

11. Native crystal structure of a nitric oxide-releasing lectin from the seeds of Canavalia maritima. Journal of Structural Biology, EUA, 152, 185-194, 2005.doi:10.1016/j.jsb.2005.07.012

(28)

Cristalização de Proteínas

(29)

(30)

Purificação da fração inativa

de uma fosfolipase A

₂

de

veneno de serpente.

(31)

Protein Data Bank

Deposit

3JU9 – Canavalia brasiliensis seed lectin

Deposition Date: 2009-09-14 - unreleased

3A0K – Cymbosema roseum mannose-specific lectin

DOI:

10.2210/pdb3a0k/pdb

3MLM – Lys49-PLA2 from Bothrops neuwiedi

Deposition Date: 2010-04-17 - unreleased

(32)

(33)

α26 α26 β14 β14 β12 β12 α16 α13 β14 β14 β1

Asn

α16

(34)

(35)

(36)

Equipe

Coordenador:

Prof. Dr. Benildo Sousa Cavada

Pesquisadores:

Prof. Dr.

Alexandre Holanda Sampaio

(UFC)

BioMol-Lab

Prof. Dr.

Alexandre Holanda Sampaio

(UFC)

Prof. Dr. Bruno Anderson Matias da Rocha(UFC)

Prof. Dr.

Celso Shiniti Nagano

(UFC)

Prof.ª

Drª. Kyria Santiago do Nascimento

(UFC)

Prof. Dr.

Edson Holanda Teixeira

(UFC)

Prof.ª Drª.

Ana Maria Assreuy

(UECE)

Prof. Dr.

Rodrigo da Silva Cunha Maranguape

(UVA)

(37)

Estudantes de Iniciação Científica:

Arthur Alves de Melo

Alfa Umaro Bari

Fernando Edson Pessoa do Nascimento

Guilherme Lima de Paula

Ivandra Almeida

Kassia Lys de Lima Alencar

Mayara Bezerra

BioMol-Lab

Rômulo Farias Carneiro

Roniere Freitas

Cláudia Lóssio (Biotecnologia)

Lia Monteiro (Biotecnologia)

Mayara Queiroz

(Biotecnologia)

Vanir Reis

(Biotecnologia)

Vinícius Osterne

(Biotecnologia)

(38)

Estudantes de Mestrado:

Alysson Chaves Almeida

Camila Bezerra Nobre

Claudener Souza

Equipe

BioMol-Lab

Claudener Souza

(39)

Estudantes de Doutorado:

Antônia Sâmia Fernandes do Nascimento

Ana Cláudia Gondin

Mayron Vasconcelos

Helton Colares da Silva

Ito Liberato Barroso Neto

Maria Julia Barbosa Bezerra

Equipe

BioMol-Lab

Maria Julia Barbosa Bezerra

Rafael da Conceição Simões

Francisco Nascimento Pereira Junior

Raquel Guimarães Benevides

Estudantes de Pós Doutorado:

João Batista Cajazeiras

Victor Carneiro

(40)

Estudantes de Dr. Fora do País:

Gustavo Arruda Bezerra

(Áustria)

Equipe

BioMol-Lab

Taianá Maia de Oliveira

(Noruega)

Tales Rocha de Moura

(Alemanha)

(41)

Contato:

[email protected]

http://www.biotecnologia.ufc.br/

http://www.biomol-lab.org/

http://sites.google.com/site/biotecvirtual/home

"Um homem que ousa desperdiçar

uma hora ainda não descobriu o valor da

vida."

Charles Darwin

“Nada na biologia faz sentido senão à

luz da evolução”.