Durante a vida, a pele, principal barreira de defesa do corpo, neutraliza espécies reativas de oxigênio (ERO) produzidas por processos intrínsecos e extrínsecos; porém, com a idade, a geração de ERO aumenta e o mecanismo de defesa antioxidante diminui. Dessa forma, esse desbalanço leva ao progressivo dano de estruturas celulares. O presente trabalho teve por objetivo desenhar e avaliar o efeito de um sistema molecular de transdução constituído pelas proteínas recombinantes superóxido dismutase (TrSOD) e glutationa peroxidase (TrGPx) do fungo Trichoderma reesei em células epidérmicas de queratinócitos humanos HaCaT. A utilização desse sistema, constítuido por proteínas antioxidantes, tem a finalidade de reforçar o mecanismo de defesa celular contra ERO e, também, determinar sua potencial utilização como agente de proteção celular contra o estresse oxidativo. A enzima TrGPx fusionada ao peptídeo de penetração celular (PPC) PEP-1 (PEP1-TrGPx), foi expressa em E coli BL21(DE3), caracterizada funcionalmente através de ensaios de atividade enzimática, utilizando os substratos: tioredoxina, pirogalol e peróxido de hidrogênio, e estruturalmente através de cristalografia de raio X. Além disso, teve sua capacidade de proteção antioxidante em células HaCaT avaliada por meio do método que emprega o reagente H₂DCF-DA (2',7'-diclorodihidrofluoresceína diacetato), demonstrando que PEP1-TrGPx forneceu proteção antioxidante nas células HaCaT submetidas ao estresse oxidativo. As enzimas TrSOD e TrSOD fusionada aos PPC TAT e a cauda de fluorescência amarela (YFP), denominada neste trabalho como TAT-TrSODy, foram expressas em E. coli BL21e tiveram suas atividades avaliadas através do método de NBT (azul de nitrotetrazólio) em gel não-desnaturante e foi demonstrado que as proteínas foram obtidas na sua forma ativa. Também foram realizados ensaios de citotoxidade utilizando-se o método de MTT para todas as proteínas estudadas; porém, nenhuma apresentou efeitos significativos na viabilidade das células HaCaT. Os dados obtidos mostram que o sistema enzimático desenhado é promissor na proteção contra o estresse oxidativo induzido em queratinócitos humanos HaCaT. As enzimas antioxidantes do estudo apresentam potencial de uso, principalmente para a indústria de cosméticos que buscam constantemente por novas tecnologias e ativos mais eficazes. Com isso, os resultados obtidos nessa tese demonstraram-se uma abordagem promissora para o desenvolvimento de novas terapias e produtos biotecnológicos.

During life, the skin, the main protective barrier of the body, neutralizes reactive oxygen species (ROS) produced by intrinsic and extrinsic pathways; however, aging increases the generation of ROS and decreases the antioxidant defense mechanism. Thus, this imbalance leads to progressive damage to cellular structures. The purpose of this paper is to design and evaluate the effect of a transduction molecular system generated by the recombinant proteins superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) from the fungus Trichoderma reesei on human keratinocyte epidermal cells HaCaT. The use of this system, consisting of antioxidant proteins, has the purpose of reinforcing the cellular defense mechanism against ROS and, also, determine its potential use as cellular protection agent against oxidative stress. The enzyme TrGPx fused to cell penetrating peptides (CPP) PEP-1 (PEP1-TrGPx) was expressed on E coli BL21(DE3), functionally characterized by enzyme activity assays using the substrates: thioredoxin, pyrogallol and hydrogen peroxide, and structurally by X-ray crystallography. Furthermore, its antioxidant protection capacity on HaCaT cells were evaluated by a method using the reagent H2DCF-DA (2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate), proving that PEP1- TrGPx provides antioxidant protection on HaCat cells subjected to oxidative stress. The enzymes TrSOD and TrSOD fused to PPC TAT and the yellow fluorescent protein (YFP), referred to in this paper as TAT-TrSODy, were expressed on E. coli BL21 and had their activities evaluated using the NBT method (nitroblue tetrazolium) on non denaturing gel and it has been shown that the proteins were obtained in the active form. Cytotoxicity was also assessed using the MTT assay to all studied proteins; however, none showed significant effects on the viability of HaCaT cells. These data contribute to understand the antioxidant mechanisms in fungi and, likewise, show promise in the protection against oxidative stress induced in human keratinocyte cells HaCaT. The commercialization of antioxidant enzymes is extremely attractive, mainly for the cosmetics industry, which is constantly seeking for new technologies and more effective active ingredients. Thereby, the results obtained in this thesis proved to be promising for biotechnological applications.