L-Asparaginase tipo II de Penicillium cerradense : análises in silico e expressão heteróloga
Título alternativo
L-Asparaginase type II from Penicillium cerradense : in silico analysis and heterologous expression
Autor(a)
Andrade, Kellen Cruvinel Rodrigues
Orientador(a) Coorientador(a)
Magalhães, Pérola de Oliveira
Data de aceite
2024-11-12
Data de disponibilizacao
2024-11-12
Data de publicacao
2024-11-12
Data de defesa submissao
2023-09-29
Citacao
ANDRADE, Kellen Cruvinel Rodrigues. L-Asparaginase tipo II de Penicillium cerradense: análises in silico e expressão heteróloga. 2023. 145 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2023.
Resumo Portugues
ada no tratamento de primeira escolha de algumas neoplasias malignas, como a
Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA), devido à sua capacidade de hidrolisar a Lasparagina em L-aspartato e amônia. As preparações clínicas dessa enzima são
derivadas de fonte procariota e seu uso está frequentemente associado a reações
adversas graves. Assim, apresenta-se importante a busca por novas fontes de Lasparaginase. O objetivo desse trabalho foi caracterizar funções biofísico-químicas e
caracteres imunogênicos e elucidar a estrutura molecular da L-asparaginase de
Penicillium cerradense, e em paralelo a produção recombinante dessa L-asparaginase
fúngica em sistema de expressão heteróloga em Escherichia coli. Na relação
evolutiva, a L-asparaginase de P. cerradense aproxima-se das L-asparaginases de
espécies de Aspergillus. Utilizando ferramentas in silico, a enzima foi caracterizada
como um fragmento proteico de 378 aminoácidos, com um peso molecular de 39 kDa,
com um peptídeo sinal contendo 17 aminoácidos, ponto isoelétrico de 5,13, índice
alifático 97,25 e hidropatia positiva (0,256). Foi proposto um modelo estrutural para
formar um tetrâmero. Essa L-asparaginase apresentou um grau de imunogenicidade
compatível ao uso clínico (epítopos de células T e B) em comparação com as enzimas
clínicas de E. coli e Dickeya chrysanthemi, e apresenta-se como enzima não tóxica.
Para aumentar a expressão da enzima a sequência foi introduzida em um desenho de
vetor pET-28a(+) em E. coli BL21(D3). A L-asparaginase de P. cerradense, sem a
sequência de sinalização periplasmática, foi clonada e expressa com formação de
corpos de inclusão típicos. Estes resultados apresentam uma L-asparaginase
potencialmente útil ao uso clínico e traz conhecimentos que podem conduzir a
estratégias para melhorar a produção da enzima.
Resumo Ingles
The enzyme L-asparaginase represents great importance in the pharmaceutical area,
being used in the first-line treatment of malignant neoplasms, such as for Acute
Lymphoblastic Leukemia (ALL), due to its ability to hydrolyze L-asparagine into Laspartate and ammonia. Clinical preparations of this enzyme are derived from a
prokaryotic source and their use is often associated with severe adverse reactions.
Thus, the search for new sources of L-asparaginase is important. The aim of this work
was to characterize the biophysical/chemical functions and immunogenic
characteristics and to elucidate the molecular structure of L-asparaginase from
Penicillium cerradense, and in parallel with the recombinant production of this fungal
L-asparaginase in an Escherichia coli expression system. In evolutionary terms, the Lasparaginase from P. cerradense is close to the L-asparaginases from Aspergillus
species. Using in silico tools, the enzyme was characterized as a protein fragment of
378 amino acids, with a molecular weight of 39 kDa, with a signal peptide containing
17 amino acids, an isoelectric point of 5.13, an aliphatic index of 97.25 and positive
hydropathy (0.256). A structural model was proposed to form a tetramer. This Lasparaginase showed a degree of immunogenicity compatible with clinical use (T and
B cell epitopes) in comparison with clinical enzymes from E. coli and Dickeya
chrysanthemi and is presented as a non-toxic enzyme. To increase the expression of
the enzyme, the sequence was introduced into a pET-28a(+) vector design in E. coli
BL21(D3). The L-asparaginase from P. cerradense, without the periplasmic signaling
sequence, was cloned and expressed with the formation of typical inclusion bodies.
These results present a potentially useful L-asparaginase for clinical use, with
knowledge that could lead to strategies to improve the production of the enzyme.
Unidade academica
Faculdade de Ciências da Saúde (FS)
Departamento
Departamento de Farmácia (FS FAR)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Idioma
por
Tipo de documento
Tese
Formato
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Acesso Aberto
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