Avaliação das propriedades de interação envolvendo as proteínas Albumina de Soro Humano (HSA) e Albumina de Soro Bovino (BSA).
| dc.contributor.advisor | Oliveira, Leandro Cristante de [UNESP] | |
| dc.contributor.author | Tavares Neto, Ernesto | |
| dc.contributor.institution | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.date.accessioned | 2022-03-29T19:34:38Z | |
| dc.date.available | 2022-03-29T19:34:38Z | |
| dc.date.issued | 2021-02-04 | |
| dc.description.abstract | Albumina de Soro Humano (HSA) é uma proteína com grande importância biológica especialmente por sua função transportadora. Alterações em suas características de transporte é um problema chave em estudos atuais. O estresse oxidativo é responsável por causar grande parte dessas modificações em HSA, proteína que sofre com as espécies reativas ao oxigênio (ROS). O excesso de ROS está diretamente relacionado ao processo de oxidação em proteínas. O trabalho foi dividido em duas propostas distintas, onde na primeira os resíduos de aminoácidos de sítio I, Trp-214 e Lys-199, foram modificados computacionalmente e comparados aos dados experimentais obtidos por colaboradores. Assim, foi avaliado as alterações na afinidade de ligação com o composto fenilbutazona. Os agentes taurina monocloramina (Tau-NHCl) e taurina dibromamina (Tau-Nbr2) foram usados para oxidar a HSA. Foram observadas experimentalmente alterações espectroscópicas na proteína resultantes da oxidação do Trp-214, indicando a formação de N'-formylkynurenine (NFK). A oxidação da HSA via Tau-NBr2 gerou um significante aumento na constante de associação com a fenilbutazona, o que não foi verificado via Tau-NHCl. Os resíduos Trp-214 e Lys-199 foram substituídos computacionalmente e simulados pelos respectivos produtos da oxidação. A energia de interação calculada usando a função Amber score mostrou que a forma nativa da HSA apresentou uma energia de interação menor do que para os casos oxidados, HSA com Trp-214 modificado para NFK e HSA com Lys-199 modificada para sua forma carbonilada. Assim, os resultados computacionais corroboraram com os obtidos experimentalmente indicando que as alterações oxidativas dos resíduos de aminoácidos no sı́ tio I da HSA afetam suas propriedades de ligação. Na segunda proposta, a Albumina de Soro Bovino (BSA), uma proteína homóloga a HSA, foi avaliada por sua estrutura similar e por possuir algumas especificidades em sua sequência primária. A análise computacional revelou que HSA oferece algumas vantagens como a preferência pela ligação de compostos em comparação a BSA. Neste trabalho, a mesma abordagem computacional e experimental foi usada para caracterizar as especificidades na afinidade de ligação entre as proteínas humana e bovina. O composto 4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H pyran (DCM) foi utilizado nessas análises. As simulações de docking e dinâmica molecular mostraram que o composto apresenta uma maior afinidade verificada pelas energias de ligação para as interações no sítio I da HSA comparado aos sítios II e III, e o deslocamento do DCM de seu sítio de ligação na presença de compostos de mesmo sítio mostrou que o mesmo ocorre experimentalmente. Também foi mostrado pelas simulações computacionais que o DCM possui maior afinidade de ligação para a HSA (sítio I) comparado ao mesmo sítio da BSA, e esses resultados corroboraram com a medida experimental das constantes de associação (avaliado por fluorescência e pela supressão da fluorescência intrínseca das proteínas). Em geral, esses resultados sugerem a existência de especificidades nas características de ligação entre as espécies da albumina, indicando potenciais causadores das diferenças e fornecendo pontos de partida para estudos futuros envolvendo essas proteínas e compostos com propriedades farmacológicas. | pt |
| dc.description.abstract | Human Serum Albumin (HSA) is a protein of great biological importance especially for its transport function. Alterations in its transport characteristics are a key problem in current studies. Oxidative stress is responsible for causing most of these alterations in HSA, a protein that suffers from reactive oxygen species (ROS). The excess of ROS is directly related to the oxidation process in proteins. The work was divided into two distinct proposals. In the first one the amino acid residues of site I, Trp-214 and Lys-199, were computationally modified and compared to the experimental data obtained by collaborators. Thus, the alterations in the binding affinity with the compound phenylbutazone was evaluated. The agents taurine monochloramine (Tau-NHCl) and taurine dibromamine (Tau-NBr2) were used to oxidize HSA. Spectroscopic changes in the protein resulting from the oxidation of Trp-214 were observed experimentally, indicating the formation of N'- formylkynurenine (NFK). The oxidation of HSA via Tau-NBr2 generated a significant increase in the association constant with Phenylbutazone, which was not verified by Tau-NHCl. Trp-214 and Lys-199 residues were computationally replaced and simulated by the respective oxidation products. The binding energy calculated using the Amber score function showed that the native form of HSA had a lower binding energy than for oxidized cases, HSA with Trp-214 modified to NFK and HSA with Lys-199 modified to its carbonylated form. Thus, the computational results corroborated with those obtained experimentally indicating that the oxidative alterations of the amino acids residues in the site I of HSA affect its binding properties. In the second proposal, Bovine Serum Albumin (BSA), a protein homologous to HSA, was evaluated for its similar structure and for presenting some specificities in its primary sequence. Computational analysis revealed that HSA offers some advantages related to the binding of compounds over BSA. In this work, the same computational and experimental approach was used to characterize the specificities in the binding affinity between human and bovine proteins. The compound 4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM) was used in these analyzes. Molecular docking and molecular dynamics simulations showed that the compound has a higher affinity verified by the binding energies for interacting at site I of HSA compared to sites II and III, and the displacement of DCM from its binding site in the presence of compounds from the same site showed that the same occurs experimentally. It was also shown by computer simulations that DCM has a higher affinity for binding to HSA (site I) compared to the same site of BSA, and these results corroborated with the experimental measurement of association constants (evaluated by fluorescence and by the quenching of intrinsic fluorescence of proteins). In general, these results suggest the existence of specificities in the binding characteristics between the albumin species, indicating potential causes of the differences and providing starting points for future studies involving these proteins and compounds with pharmacological properties. | en |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.identifier.capes | 33004153068P9 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11449/217486 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.rights.accessRights | Acesso aberto | |
| dc.subject | Albumina | pt |
| dc.subject | HSA | pt |
| dc.subject | BSA | pt |
| dc.subject | Estresse oxidativo | pt |
| dc.subject | Afinidade de Ligação | pt |
| dc.subject | Fenilbutazona | pt |
| dc.subject | DCM | pt |
| dc.subject | Análise Computacional e Experimental | pt |
| dc.subject | Albumin | en |
| dc.subject | Oxidative Stress | en |
| dc.subject | Binding Affinity | en |
| dc.subject | Phenylbutazone | en |
| dc.subject | Computational and Experimental Analysis | en |
| dc.title | Avaliação das propriedades de interação envolvendo as proteínas Albumina de Soro Humano (HSA) e Albumina de Soro Bovino (BSA). | pt |
| dc.title.alternative | Evaluating interaction properties involving the proteins Human Serum Albumin (HSA) and Bovine Serum Albumin (BSA). | en |
| dc.type | Dissertação de mestrado | |
| unesp.campus | Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas, São José do Rio Preto | pt |
| unesp.embargo | 24 meses após a data da defesa | pt |
| unesp.examinationboard.type | Banca pública | pt |
| unesp.graduateProgram | Biofísica Molecular - IBILCE | pt |
| unesp.knowledgeArea | Biofísica molecular | pt |
| unesp.researchArea | Biofísico-Química de macromoléculas | pt |
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