Caracterização estrutural e avaliação do potencial antimicrobiano em associação com antibióticos da lectina CiL-2 de Codium isthmocladum, novo membro das lectinas do Tipo-H

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Costa Filho, Manoel Ferreira da
Orientador(a): Nagano, Celso Shiniti
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76396
Resumo: Marine organisms, such as algae, represent a rich source of bioactive compounds, with lectins standing out as a notable group. Lectins are a category of proteins or glycoproteins capable of binding to carbohydrates, showing potential applications in health, including diagnostics. Structural studies of lectins are crucial, as their biological activities are linked to proteincarbohydrate interactions, decoding information within glycoconjugates and driving functions in living organisms. The objective of this study was to structurally characterize the lectin CiL2 present in the marine macroalga Codium isthmocladum and evaluate its antimicrobial potential in combination with antibiotics. CiL-2 primary structure was determined by overlapping peptides sequenced by mass spectrometry. The protein's amino acid sequence consists of 111 amino acids, rich in acidic residues, with an estimated pI of 3.97 and a calculated molecular mass of 12.039 Da. The lectin has a lectin Type-H domain architecture, belonging to the GalNAc and/or galactose binding family, and oligosaccharides with Gal/GalNAc residues. The highly conserved domain signature sequence in this family was identified in CiL-2 with a few modifications also observed in other algae lectins related to the group. The threedimensional structure and carbohydrate-binding site were predicted and analyzed using structural bioinformatics tools, revealing that CiL-2 exhibits a typical Type-H lectin structure, consisting of a β-sandwich with two antiparallel β-sheets, and a classic hexamer oligomerization state observed in the main representatives of the group. CiL-2 monosaccharidebinding site contained all the amino acids interacting with ligands conserved in this lectin family for a monomer. An extended site common in lectins of algal origin was also observed, likely used to accommodate polysaccharides and glycoproteins with GalNAc residues. The predicted molecular function, biological process, and protein location indicate that CiL-2 is a typical Type-H lectin, emphasizing its specificity for GalNAc and its ability to perform various functions in the cell. CiL-2 is a molecule with antimicrobial potential in combination with the antibiotic tetracycline, showing synergy against Staphylococcus aureus strains. Therefore, this study contributes to establishing CiL-2 as a new macroalga lectin with a determined primary structure, aiding in the understanding and functional and phylogenetic classification of lectins from these organisms.
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The objective of this study was to structurally characterize the lectin CiL2 present in the marine macroalga Codium isthmocladum and evaluate its antimicrobial potential in combination with antibiotics. CiL-2 primary structure was determined by overlapping peptides sequenced by mass spectrometry. The protein's amino acid sequence consists of 111 amino acids, rich in acidic residues, with an estimated pI of 3.97 and a calculated molecular mass of 12.039 Da. The lectin has a lectin Type-H domain architecture, belonging to the GalNAc and/or galactose binding family, and oligosaccharides with Gal/GalNAc residues. The highly conserved domain signature sequence in this family was identified in CiL-2 with a few modifications also observed in other algae lectins related to the group. The threedimensional structure and carbohydrate-binding site were predicted and analyzed using structural bioinformatics tools, revealing that CiL-2 exhibits a typical Type-H lectin structure, consisting of a β-sandwich with two antiparallel β-sheets, and a classic hexamer oligomerization state observed in the main representatives of the group. CiL-2 monosaccharidebinding site contained all the amino acids interacting with ligands conserved in this lectin family for a monomer. An extended site common in lectins of algal origin was also observed, likely used to accommodate polysaccharides and glycoproteins with GalNAc residues. The predicted molecular function, biological process, and protein location indicate that CiL-2 is a typical Type-H lectin, emphasizing its specificity for GalNAc and its ability to perform various functions in the cell. CiL-2 is a molecule with antimicrobial potential in combination with the antibiotic tetracycline, showing synergy against Staphylococcus aureus strains. Therefore, this study contributes to establishing CiL-2 as a new macroalga lectin with a determined primary structure, aiding in the understanding and functional and phylogenetic classification of lectins from these organisms.Organismos marinhos, como as algas, são uma rica fonte de compostos bioativos, com as lectinas sendo um grupo notável. As lectinas são um grupo de proteínas ou glicoproteínas capazes de se ligar a carboidratos e que têm potencial em aplicações de saúde, como diagnóstico. Estudos estruturais de lectinas são vitais, pois suas atividades biológicas estão vinculadas às interações proteína-carboidrato, decodificando informações nos glicoconjugados e impulsionando funções em seres vivos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar estruturalmente a lectina CiL-2 presente na macroalga marinha Codium isthmocladum e avaliar o seu potencial antimicrobiano em associação com antibióticos. A estrutura primária de CiL-2 foi determinada por sobreposição de peptídeos sequenciados por espectrometria de massas. A sequência de aminoácidos da proteína consiste de 111 aminoácidos, rica em resíduos ácidos, com pI estimado de 3.97 e com massa molecular calculada de 12.039 Da. A lectina possui uma arquitetura de domínio de lectinas do Tipo-H, família ligante de GalNAc e/ou galactose e oligossacarídeos com resíduos de Gal/GalNAc. A sequência assinatura de domínio altamente conservado nessa família foi identificada em CiL-2 com poucas modificações que também foram observadas em outras lectinas de algas relacionadas ao grupo. A estrutura tridimensional e o local de ligação a carboidratos foram preditos e analisadas por meio de ferramentas de bioinformática estrutural, onde CiL-2 apresentou uma estrutura típica de lectinas do tipo-H que consiste em um β-sanduíche com duas β-folhas antiparalelas, além de um estado de oligomerização clássico, de um hexâmero, observado nos principais representantes do grupo. O sítio de ligação a monossacarídeos de CiL-2 apresentou todos os aminoácidos que fazem interações com os ligantes que são conservados nesta família de lectinas para um monômero. Um sítio estendido comum em lectinas de origem algal também foi observado, provavelmente utilizado para acomodar os polissacarídeos e glicoproteínas com resíduos de GalNAc. A função molecular, o processo biológico e a localização da proteína prevista, mostram que CiL-2 é uma típica lectina do tipo-H, destacando sua especificidade por GalNAc e sua capacidade de desempenhar várias funções diferentes na célula. CiL-2 é uma molécula com potencial antimicrobiano em associação com o antibiótico tetraciclina, apresentando sinergismo contra cepas de Staphylococcus aureus. Logo, esse estudo contribuirá para que CiL-2 conste como uma nova lectina de macroalga com estrutura primária determinada, e com isso, ajude na compreensão e classificação funcional e filogenética de lectinas desses organismos.Caracterização estrutural e avaliação do potencial antimicrobiano em associação com antibióticos da lectina CiL-2 de Codium isthmocladum, novo membro das lectinas do Tipo-Hinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstrutura primáriaLectinas do Tipo-HEfeito sinérgicoPrimary structureType-H lectinsSynergistic effectCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS PESQUEIROS E ENGENHARIA DE PESCA::ENGENHARIA DE PESCAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0000-0002-3726-6991http://lattes.cnpq.br/0793594070065104https://orcid.org/0000-0001-5988-5868http://lattes.cnpq.br/7732407650135099https://orcid.org/0000-0003-0024-2512http://lattes.cnpq.br/86614497341289552024-03-06ORIGINAL2024_dis_mfcostafilho.pdf2024_dis_mfcostafilho.pdfapplication/pdf4056193http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/76396/3/2024_dis_mfcostafilho.pdf4a1088f377c69d45b1abf1b6e2694c5bMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/76396/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/763962024-03-06 08:12:32.217oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-03-06T11:12:32Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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