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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.42.2011.tde-13022012-093128
Document
Author
Full name
Elisa Chaparro Aguirre
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Silva Junior, Pedro Ismael da (President)
Miranda, Antonio de
Silva, Thomaz Augusto Alves da Rocha e
Title in Portuguese
Moléculas bioativas em quilópodes.
Keywords in Portuguese
Artrópodes
Espectrometria de massas
Molécula
Sistema imune
Abstract in Portuguese
Os artrópodes constituem o grupo mais diverso do Reino Animal, apresentando uma distribuição muito ampla nos ecossistemas e habitats. O fato de esses animais terem mudado muito pouco durante sua evolução e estarem bem adaptados aos ambientes inóspitos e com uma alta presença de microorganismos patogênicos, torna interessante a realização de estudos sobre o seu sistema imunológico. Parte importante deste sistema são os peptídeos antimicrobianos, que controlam a invasão dos diferentes patógenos. Estas moléculas não só podem fornecer informação sobre o sistema imune e o funcionamento deste, como também pode ajudar a buscar alternativas nas lutas contra as doenças infecciosas. Sendo assim, se torna interessante a purificação e a caracterização dos peptídeos antimicrobianos presentes nesses animais como também o conhecimento do funcionamento de seu sistema imune. Neste trabalho foram utilizadas duas espécies da ordem quilópoda: Scolopendra viridicornis e Otostigmus cavalcanti como modelo experimental. Foi avaliada a presença de moléculas bioativas na hemolinfa (plasma e hemócitos) e no extrato total do corpo, bem como a produção destas moléculas após o animal receber um estímulo ou injúria. Foi observada a presença de diferentes frações com atividade antimicrobiana na hemolinfa (plasma e hemócitos) e no extrato total de animais desafiados e não desafiados em Otostigmus cavalcanti, apresentando um aumento na atividade antimicrobiana nos animais do grupo estimulado. O que pode significar que algumas das moléculas antimicrobianas estão presentes constitutivamente no animal enquanto outras precisam de um estímulo para ser expressas. No plasma de S. viridicornis foram observadas diferentes frações com atividade antimicrobiana, observando-se atividade contra a bactéria Gram-negativa E coli e contra a levedura C. albicans. No entanto, nos hemocitos, diferentes frações apresentaram atividade somente contra a bactéria Gram-positiva M. luteus. Na porção hidrofóbica do extrato total do corpo de S. viridicornis também foram observadas diferentes frações com atividade antimicrobiana. No material eluído em 5% de ACN, por análise de ESI-MS de uma fração com atividade contra M. luteus foram observadas duas moléculas com massa molecular baixa (848,49 e 861,94 Da). Ainda no extrato total da fração hidrofóbica foram observadas duas moléculas que se apresentaram puras. A primeira destas mostrou uma massa molecular de 1,7 kDa mas ainda não foi caracterizada. Enquanto a segunda evidenciou um peptídeo de 925,4658 Da e cuja estrutura primaria apresentou um composto de 8 resíduos de aminoácidos (RYPAVGYT). Esta molécula foi nomeada Lacraina. Entretanto na porção hidrofílica do extrato total de S. viridicornis e de Otostigmus cavalcanti foram observadas frações de baixa massa molecular com atividade antiparasítica contra Leishmania amazonensis e Trypanosoma brucei e antibacteriana contra E. coli e M. luteus. Também nesta fração foi observada uma molécula semelhante à Gomesina um peptídeo antimicrobiano da aranha caranguejeira Acanthoscurria gomesiana. A análise e caracterização desta molécula ainda esta em progresso.
Title in English
Bioactive molecules in chilopods.
Keywords in English
Arthropods
Immune system
Mass spectrometry
Molecule
Abstract in English
Arthropods constitute the most diverse group in the Animal Kingdom, representing a very wide distribution in different ecosystems and habitats. The fact that these animals have changed very little during their evolution and that theyre well adapted to harsh environments with a high presence of pathogenic microorganisms, makes it interesting to conduct studies on their immune system. An important part of these systems are antimicrobial peptides that control the invasion of various pathogens. These molecules not only provide us with information on their immune system and its functioning, but can also help us find alternatives in the struggle against infectious diseases. Therefore, the purification and characterization of antimicrobial peptides present in these animals becomes important, as well as gaining knowledge on how their immune systems work. In this work two specimens of the Chilopoda order, Scolopendra viridicornis and Otostigmus cavalcanti, were used as an experimental model for the characterization of bioactive molecules present in the hemolymph and total body extract as well as the production of these molecules after stimulating or injuring the animal. The presence of different fractions with antimicrobial activity in the hemolymph (plasma and hemocytes) and the total body extract of defied and not defied animals in Otostigmus cavalcanti was observed. Presenting an increase in the antimicrobial activity in the stimulated group of animals, this could mean that some of the antimicrobial molecules are constitutively present in the animal, while others need to be induced to be expressed. In the plasma of S. viridicornis different fractions with antimicrobial activity and with activity against the Gram-negative bacteria E coli and against the C. albicans yeast were observed. Notwithstanding, in the hemocytes, there are different fractions that presented activity only against the Gram-positive M. luteus bacteria. In the hydrophobic portion of the total extract of the S. viridicorniss body, different fractions with anti-microbial activity were also observed. In the 5% ACN eluted material, by an ESI-MS analysis of a fraction with activity against M. luteus two molecules with low molecular mass (848.49 and 861.94 Da) were present and two pure molecules were observed in the total extract of the hydrophobic fraction. The first one presented a molecular mass of 1.7 kDa that remains to be characterized. The second one was a 925.4658 Da peptide, whose primary structure presented a compound of 8 amino acid residues (RYPAVGYT). This molecule was named Lacrain. However, in the hydrophilic portion of the total extract of S. viridicornis and O. cavalcanti low molecular mass fractions with antiparasitic activity against Leishmania amazonensis and Trypanosoma brucei as well as antibacterial activity against E. coli and M. luteus were observed. Also in this fraction a molecule similar to Gomesin, an antimicrobial peptide from the spider Acanthoscurria gomesiana. was present. The analysis and characterization of this molecule is still in progress.
 
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Publishing Date
2012-03-15
 
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