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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.25.2013.tde-29012014-144852
Document
Author
Full name
Melina Rodrigues Bellini
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2013
Supervisor
Committee
Buzalaf, Marilia Afonso Rabelo (President)
Custodio, William
Siqueira Junior, Walter Luiz
Title in Portuguese
Determinação da composição da película adquirida formada in situ sobre o esmalte e dentina humanos através de análise proteômica
Keywords in Portuguese
Dentina
Esmalte
nLC-ESI-MS/MS
Película adquirida
Proteômica
Abstract in Portuguese
A película adquirida (PA) é um filme formado pela adsorção seletiva de proteínas, glicoproteínas e lipídeos à superfície dentária. A presença de proteínas na PA forma uma interface protetora sobre a superfície do dente, participando em todos os eventos interfaciais que ocorrem na cavidade bucal, tais como des- e remineralização, lubrificação das superfícies dos dentes, e aderência bacteriana. Com o advento da proteômica, tem havido um aumento considerável no conhecimento acerca do perfil proteico de PAs adquiridas formadas sobre o esmalte dentário, em diferentes situações, mas nenhum trabalho até o momento descreveu o perfil proteômico de PAs formadas sobre a dentina. Este estudo foi pioneiro em comparar o perfil proteico de PAs formadas in situ sobre o esmalte e a dentina, nos tempos de 10 minutos e 2 horas, utilizando análise proteômica quantitativa livre de marcadores. Os experimentos foram realizados por três dias consecutivos. Em cada dia, os 9 voluntários receberam profilaxia dentária e em seguida utilizaram um aparelho vestibular com 6 blocos de esmalte e 6 de dentina humanos por 10 minutos ou 2 horas. Após esses períodos, a PA formada era coletada com auxílio de um papel filtro de eletrodos embebido em ácido cítrico 3%. Para as análises foi realizado um pool com os papéis dos 9 voluntários de todos os dias, para cada substrato e tempo de formação. Após a extração e digestão das proteínas, a separação dos peptídeos foi realizada por nano-HPLC (nano-Cromatografia Líquida de Alta Performace), interligada a um espectrômetro de massa (nLC-ESI-MS/MS). Os dados MS/MS obtidos foram processados e pesquisados em bancos de dados de proteínas humanas (UniProt e TrEMBL), utilizando o algoritmo SEQUEST no software Proteome Discoverer 1.3. Para a PA formada sobre o esmalte, foram identificadas 160 e 64 proteínas, nos tempos de formação de 10 minutos e 2 horas, respectivamente. Os respectivos números de proteínas identificadas para a dentina foram 86 e 52, respectivamente. Nos tempos de 10 minutos e 2 horas, respectivamente, 25 e 11 proteínas foram comuns a ambos os substratos e foram submetidas à quantificação livre de marcadores (SIEVE), revelando que a maioria das proteínas com diferença de expressão entre os dois substratos teve sua expressão aumentada na dentina. Foram identificadas ainda, no tempo de 10 minutos de formação da PA, 135 e 61 proteínas exclusivas ao esmalte ou à dentina, respectivamente. O número correspondente de proteínas exclusivas para o tempo de 2 horas foi de 53 e 41 proteínas, para o esmalte e dentina, respectivamente. Dentre as proteínas exclusivas da dentina, foram identificadas várias proteínas relacionadas ao complexo cálcio/calmodulina, assim como proteínas associadas à tumorigênese e à fosforilação/desfosforilação de proteínas. Em adição, muitas das proteínas identificadas no presente estudo, tanto para o esmalte quanto para a dentina, ainda não foram caracterizadas e, portanto, não têm função conhecida na PA. Sua caracterização e estudos funcionais futuros poderão trazer novos horizontes no entendimento da importância da PA para a proteção da estrutura dentária, bem como do papel da PA como sítio de biomarcadores para doenças bucais e sistêmicas.
Title in English
Determination of the composition of the acquired pellicle formed in situ on human enamel and dentin: proteomic study
Keywords in English
Acquired pellicle
Dentin
Enamel
nLC-ESI-MS/MS
Proteomics
Abstract in English
The acquired pellicle (AP) is a film that results from selective adsorption of proteins, glicoproteins and lipids on the tooth surface. The presence of proteins in the AP forms a protective interface on the tooth surface that participates in all the surface events occurring in the oral cavity, such as de- and remineralization, lubrification of the tooth surfaces and bacterial adherence. With the advent of Proteomics, considerable increase in the knowledge of the protein profile of the AP formed on tooth enamel, under different circunstances, has been observed. However, so far the proteomic profile of the AP formed on dentin has not been described. This is the first study to compare the proteomic profile of APs formed in situ for 10 minutes and 2 hours, on enamel and dentin, using quantitative label-free proteomics. The experiments were conducted for 3 consecutive days. Each day, 9 volunteers were submitted to dental prophylaxis and in sequence wore a vestibular device containing 6 human enamel and 6 human dentin blocks for 10 minutes or 2 hours. After these periods, the PA formed was collected with an electrode filter paper soaked in 3% citric acid. The papers from the 9 volunteers, for each substrate and time of pellicle formation were pooled and used for analysis. After protein extraction and digestion, peptides were separated by nano-HPLC (High-performance liquid chromatography) coupled to a mass spectrometer (nLC-ESI- MS/MS). The obtained MS/MS spectra were searched against human protein databases (UniProt and TrEMBL) using SEQUEST algorithm in Proteome Discoverer 1.3 software. For the AP formed on enamel, 160 and 64 proteins were identified for the times of pellicle formation of 10 minutes and 2 hours, respectively. The respective numbers of identified proteins for dentin were 86 and 52, respectively. For the times of 10 minutes and 2 hours, respectively, 25 and 11 proteins were common to both substrates. They were submitted to label-free quantification, which revealed that most of the proteins with differential expression were overexpressed in the dentin. For APs formed for 10 minutes, 135 and 61 proteins were identified exclusively for enamel or dentin, respectively. The corresponding number for the 2-hour APs was 53 and 41 proteins, respectively. Among the proteins identified exclusively in dentin, many proteins related with calcium/calmodulin complex, as well as proteins associated with tumorigenesis and protein phosphorylation/dephosphorylation were found. In addition, many of the identified proteins, both for enamel and dentin, remain uncharacterized and, therefore have no described function in the AP. In the future, their characterization and functional studies might open new avenues for the understanding of the importance of the AP for the protection of the dental structure, as well as for the use of the AP as a site for biomarkers of oral and systemic diseases.
 
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Publishing Date
2014-02-04
 
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