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Title: Avaliação proteômica e caracterização do potencial angiogênico do peptídeo PR-11 e análogos.
Authors: Breguez, Gustavo Silveira
metadata.dc.contributor.advisor: Andrade, Milton Hércules Guerra de
Borges, William de Castro
Keywords: Biomoléculas - peptídeos
Proteínas
Prolina
Arginina
Proteômica - label-free shotgun
Issue Date: 2016
metadata.dc.contributor.referee: Andrade, Milton Hércules Guerra de
Castro, Ieso de Miranda
Cardoso, Leonardo Máximo
Borges, Márcia Helena
Silva, Nilson Penha
Citation: BREGUEZ, Gustavo Silveira. Avaliação proteômica e caracterização do potencial angiogênico do peptídeo PR-11 e análogos. 2016. 95 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
Abstract: O proteassoma tem sido considerado um potencial alvo farmacológico devido ao seu envolvimento em processos vitais relacionados à proteólise celular, sendo a mais importante entre as vias de degradação. A literatura demonstra que estruturas análogas ao peptídeo PR-11 (RRRPRPPYLPR), que corresponde aos 11 primeiros aminoácidos da porção N-terminal do peptídeo natural PR-39, apresentam uma forte inibição sobre o proteassoma 20S. Inicialmente descoberto por suas propriedades antimicrobianas, os peptídeos desta classe desempenham importantes efeitos anti-inflamatórios e angiogênicos. Apesar da ampla atividade biológica, os estudos moleculares são predominantemente limitados à inibição do proteassoma por estes peptídeos. Dessa forma, este trabalho teve como principais objetivos: avaliar o proteoma de culturas de fibroblastos expostas ao PR-11; identificar possíveis alvos desse peptídeo por sua imobilização em coluna de afinidade e caracterizar o perfil angiogênico do PR-11 e moléculas análogas por meio de implantes subcutâneos de esponjas em camundongos. Os peptídeos PR-11, F12 e C8C15 foram sintetizados empregando-se a estratégia Fmoc em fase sólida, purificados em sistema HPLC e identificados por espectrometria de massas. A estratégia shotgun label-free foi utilizada para avaliar as alterações proteômicas causadas pela exposição de culturas de fibroblastos ao PR-11 a 1 μM durante 2, 6 e 10 horas. Esta abordagem revelou que mais da metade das proteínas diferencialmente expressas identificadas estão relacionadas à sinalização celular, transcrição e tradução. Proteínas diretamente associadas à angiogênese pela regulação ou interação com o HIF-1α foram significativamente alteradas. Além disso, ao menos três proteínas diferencialmente expressas da via do NF-κB relacionam-se a uma resposta anti-inflamatória. Em paralelo, a interação do PR-11 imobilizado com extrato solúvel de fígado de ratos permitiu a identificação de novos ligantes ao peptídeo, destacando-se a gC1qR. Esta proteína está envolvida na internalização celular do peptídeo CGKRK, o qual assemelha-se ao segmento N-terminal do PR-11. Nossos resultados apresentam evidências preliminares de que a proteína gC1qR possa mediar a internalização celular do PR-11. De modo geral, a avaliação histológica das esponjas dos animais tratados com os peptídeos PR-11, F12 e C8C15 demonstra um aumento do perfil proliferativo e maturação do processo angiogênico. Por fim, os dados obtidos neste trabalho apresentam importantes informações para a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos nas atividades biológicas promovidas pelo PR-11 e moléculas similares.
metadata.dc.description.abstracten: The proteasome has been considered a potential pharmacologic target due to its participation in various processes related to intracellular protein turnover. It was recently demonstrated that analogues of the PR-11 peptide (RRRPRPPYLPR), which corresponds to the first 11 amino acids of the PR-39 molecule, exhibit a potent inhibition over the 20S proteasome. It is known to possess various biological effects including antimicrobial properties, angiogenic and anti-inflammatory activities. Apart from its reported activity as a proteasome inhibitor, a more comprehensive understanding of its function, at the molecular level, is still lacking. Thus, this present work aimed to evaluate the proteomic alterations caused by exposure of cultured fibroblasts to the peptide PR-11; to identify novel potential ligands of this peptide by affinity chromatography and to characterize the angiogenic profile of PR-11 derived molecules using subcutaneous implants of sponges in mice. The peptides PR-11, F12 and C8C15 were synthesized through the Fmoc strategy in solid phase, purified by HPLC and identified by mass spectrometry. A label-free shotgun strategy was used to analyze the proteomic alterations caused by exposure of 1 μM PR-11 during 2, 6 and 10 hours. This approach revealed that more than half of the identified molecules were related to signalling, transcription and translation. Proteins directly associated to regulation of angiogenesis and interaction with the hypoxia-inducible factor 1-α (HIF-1α) were significantly altered. In addition, at least three differentially expressed molecules of the NF-κB pathway were detected, suggesting an anti-inflammatory property of PR-11. In parallel, we demonstrated novel ligands of PR-11, through its immobilization for affinity chromatography. Among the eluted molecules, gC1qR, a known complement receptor, appeared markedly enriched. This provided preliminary evidence of a PR-11 ligand possibly involved in the internalization of this peptide. In general, the histological evaluation of the sponges of treated mice with PR-11, F12 and C8C15 peptides demonstrates an increase in the proliferative profile and maturation of angiogenesis. Altogether, our findings contributed to a better understanding of the cellular pathways affected by PR-11 and similar molecules.
Description: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/7219
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 31/01/2017 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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