Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Almeida, Joellington Marinho de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Biotecnologia
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/17728
Resumo: Papaya blight is a disease caused by a virus that can lead to a loss of productivity in Carica papaya orchards in producing countries such as Brazil, Mexico, Ecuador and Australia where the disease occurs. Infection of the plant causes burning of the tips of young leaves, spontaneous exudation of latex and spots on the fruit. The latex oxidizes in the presence of air, giving rise to a "honey-like" appearance, which together with other factors interferes with the commercial acceptance of the fruit. However, the vector that transmits the papaya late blight disease is still unknown in all producing countries. Studies carried out by various research groups have pointed to the leafhopper as a potential disseminator of the disease, in addition to the relationship with fungi, seeds and mechanical transmission. In Brazil, it is caused by the viral complex papaya meleira virus (PMeV) and papaya meleira virus 2 (PMeV2), and the coexistence of the two viruses has proven that PMeV2 is encapsidated by PMeV, and it is known that PMeV has two ORFs responsible for encoding structural proteins that make up the capsid (ORF1) and a putative RdRp protein (ORF2). Knowing that the structural proteins of PMeV are responsible for encapsidating the two genetic materials, the use of the expression of a recombinant protein fraction of the capsid protein (CP) of PMeV could become viable in the development of rapid tests, identification of viral particles in different locations of the plant and potential application in studies of virus-plant-vector transmission. In this study, we developed material on understanding the viral transmission of the papaya meleira virus complex by insects using the available literature and the prospecting and characterization of a fraction (p441) of the PMeV structural protein. The p441 fraction of the PMeV capsid protein was expressed in E. coli BL21(DE3) and extracted from the SDS-PAGE gel. The protein fraction was expressed at four different times (30 minutes, 1 hour, 2 hours and 4 hours) to check which would correspond to its highest production and its extracted fraction was used to produce polyclonal antibodies. Based on the available sequence, an in silico characterization was carried out to determine ab initio secondary and tertiary structure models, physicochemical parameters and the prediction of immunogenic peptides that could be identified in its primary sequence. The results obtained open up possibilities for the design of tests that are effective in detecting PMeV, based on observations made about the protein structure of the p441 fraction as being a stable protein with low thermal mobility. In addition, 18 peptides found on its surface have been shown to be capable of triggering an immune response and to be a region that can be used to produce antibodies that can be applied in future studies to locate the virus in different parts of the plant. Finally, it was found that the conditions of expression in a time of 4 hours obtained the best response, generating protein concentrations of around 633 to 923 mg/mL verified after SDS-PAGE gel extraction
id UFES_5fa38e8a60f0e119740a2b2db900bb83
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/17728
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str
spelling Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeVTransmission by insects of the papaya meleira virus COMPLEX (PMeV and PMeV2) and prospection and characterization of a faction of the structural protein of PMeVClonagemDiagnósticoProteínas estruturaisVetor viralCloningDiagnosisStructural proteinsViral vectorBiotecnologiaPapaya blight is a disease caused by a virus that can lead to a loss of productivity in Carica papaya orchards in producing countries such as Brazil, Mexico, Ecuador and Australia where the disease occurs. Infection of the plant causes burning of the tips of young leaves, spontaneous exudation of latex and spots on the fruit. The latex oxidizes in the presence of air, giving rise to a "honey-like" appearance, which together with other factors interferes with the commercial acceptance of the fruit. However, the vector that transmits the papaya late blight disease is still unknown in all producing countries. Studies carried out by various research groups have pointed to the leafhopper as a potential disseminator of the disease, in addition to the relationship with fungi, seeds and mechanical transmission. In Brazil, it is caused by the viral complex papaya meleira virus (PMeV) and papaya meleira virus 2 (PMeV2), and the coexistence of the two viruses has proven that PMeV2 is encapsidated by PMeV, and it is known that PMeV has two ORFs responsible for encoding structural proteins that make up the capsid (ORF1) and a putative RdRp protein (ORF2). Knowing that the structural proteins of PMeV are responsible for encapsidating the two genetic materials, the use of the expression of a recombinant protein fraction of the capsid protein (CP) of PMeV could become viable in the development of rapid tests, identification of viral particles in different locations of the plant and potential application in studies of virus-plant-vector transmission. In this study, we developed material on understanding the viral transmission of the papaya meleira virus complex by insects using the available literature and the prospecting and characterization of a fraction (p441) of the PMeV structural protein. The p441 fraction of the PMeV capsid protein was expressed in E. coli BL21(DE3) and extracted from the SDS-PAGE gel. The protein fraction was expressed at four different times (30 minutes, 1 hour, 2 hours and 4 hours) to check which would correspond to its highest production and its extracted fraction was used to produce polyclonal antibodies. Based on the available sequence, an in silico characterization was carried out to determine ab initio secondary and tertiary structure models, physicochemical parameters and the prediction of immunogenic peptides that could be identified in its primary sequence. The results obtained open up possibilities for the design of tests that are effective in detecting PMeV, based on observations made about the protein structure of the p441 fraction as being a stable protein with low thermal mobility. In addition, 18 peptides found on its surface have been shown to be capable of triggering an immune response and to be a region that can be used to produce antibodies that can be applied in future studies to locate the virus in different parts of the plant. Finally, it was found that the conditions of expression in a time of 4 hours obtained the best response, generating protein concentrations of around 633 to 923 mg/mL verified after SDS-PAGE gel extractionA meleira do mamoeiro é uma doença ocasionada por vírus que pode levar à perda da produtividade dos pomares de Carica papaya em países produtores, como Brasil, México, Equador e Austrália com ocorrência da doença. A infecção da planta provoca a queima da ponta de folhas jovens, exsudação espontânea do látex e manchas no fruto. O látex na presença do ar oxida dando origem ao aspecto “melado”, que junto com os demais fatores interferem na aceitação comercial dos frutos. Entretanto, ainda não se conhece o vetor transmissor da doença da meleira do mamoeiro em todos os países produtores. Estudos realizados por diversos grupos de pesquisa têm apontado a cigarrinha como potencial disseminador da doença; além da relação com fungos, sementes e a transmissão mecânica. No Brasil, é ocasionada pelo complexo viral papaya meleira virus (PMeV) e papaya meleira virus 2 (PMeV2), e a coexistência dos dois vírus comprovou que o PMeV2 é encapsidado pelo PMeV, e sabe-se que o PMeV possui duas ORFs responsáveis por codificar proteínas estruturais que compõem o capsídeo (ORF1) e uma proteína putativa RdRp (ORF2). Sabendo-se que as proteínas estruturais do PMeV são responsáveis por encapsidar os dois materiais genéticos, fazer-se o emprego da expressão de uma fração da proteína recombinante da proteína capsidial (CP) do PMeV pode se tornar viável na elaboração de testes rápidos, identificação das partículas virais em diferentes locais da planta e potencial aplicação em estudos de transmissão vírus-planta-vetor. No presente estudo, foi realizado o desenvolvimento de um material sobre a compreensão de da transmissão viral do complexo papaya meleira virus por insetos utilizando a literatura disponível e a prospecção e caracterização de uma fração (p441) da proteína estrutural do PMeV. Assim, a fração p441 da proteína capsidial do PMeV foi expressa em E. coli BL21(DE3) e realizada sua extração a partir do gel de SDS-PAGE. A fração proteica foi expressa em quatro tempos (30 minutos, 1 hora, 2 horas e 4 horas) para verificar qual corresponderia a sua maior produção e sua fração extraída conduzida a produção de anticorpos policlonais. A partir da sequência disponível foi realizado uma caracterização in silico para determinação de modelos de estrutura secundária e terciária ab initio, parâmetros físico-químicos além da predição de peptídeos imunogênicos possíveis de serem identificados em sua sequência primária. Os resultados obtidos abrem possibilidades para o “design” de testes que sejam eficazes na detecção do PMeV, oriundos de observações realizadas com base na estrutura proteica da fração p441 como sendo uma proteína estável e de baixa mobilidade térmica. Além de possuir exposição de 18 peptídeos que se encontram em sua superfície, como capazes de desencadear resposta imunológica e ser uma região 11 possível de ser utilizada na produção de anticorpos que podem ser aplicados em estudos futuros de localização do vírus em diferentes partes da planta. Por fim, foi verificado que as condições de expressão em um tempo de 4 horas obtiveram melhor resposta, gerando concentrações de proteínas em torno de 633 a 923 mg/mL verificados após extração do gel SDS-PAGEConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Universidade Federal do Espírito SantoBRDoutorado em BiotecnologiaCentro de Ciências da SaúdeUFESPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaSantos, Alexandre Martins Costa https://orcid.org/0000-0002-8801-8875http://lattes.cnpq.br/4144105396879016Fernandes, Patricia Machado Bueno https://orcid.org/0000-0003-2695-3638http://lattes.cnpq.br/2441925791593067https://orcid.org/0000-0003-4747-1398http://lattes.cnpq.br/3138032439066350Ventura, José Aires https://orcid.org/0000-0003-1422-1739http://lattes.cnpq.br/8687116881326074Xavier, André da Silva https://orcid.org/0000-0002-9251-0301http://lattes.cnpq.br/5661020509713522Araújo, Marlonni Maurastoni https://orcid.org/0000-0002-6064-3126http://lattes.cnpq.br/6052184072658200Rodrigues, Silas Pessini https://orcid.org/0000-0002-8672-3626http://lattes.cnpq.br/9067991933812274Almeida, Joellington Marinho de2024-09-12T19:45:22Z2024-09-12T19:45:22Z2024-05-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17728porpthttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-02-21T16:24:46Zoai:repositorio.ufes.br:10/17728Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-02-21T16:24:46Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
Transmission by insects of the papaya meleira virus COMPLEX (PMeV and PMeV2) and prospection and characterization of a faction of the structural protein of PMeV
title Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
spellingShingle Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
Almeida, Joellington Marinho de
Clonagem
Diagnóstico
Proteínas estruturais
Vetor viral
Cloning
Diagnosis
Structural proteins
Viral vector
Biotecnologia
title_short Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
title_full Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
title_fullStr Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
title_full_unstemmed Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
title_sort Transmissão por insetos do complexo papaya meleira virus (PMeV e PMeV2) e prospecção e caracterização de uma fração da proteína estrutural do PMeV
author Almeida, Joellington Marinho de
author_facet Almeida, Joellington Marinho de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Santos, Alexandre Martins Costa
https://orcid.org/0000-0002-8801-8875
http://lattes.cnpq.br/4144105396879016
Fernandes, Patricia Machado Bueno
https://orcid.org/0000-0003-2695-3638
http://lattes.cnpq.br/2441925791593067
https://orcid.org/0000-0003-4747-1398
http://lattes.cnpq.br/3138032439066350
Ventura, José Aires
https://orcid.org/0000-0003-1422-1739
http://lattes.cnpq.br/8687116881326074
Xavier, André da Silva
https://orcid.org/0000-0002-9251-0301
http://lattes.cnpq.br/5661020509713522
Araújo, Marlonni Maurastoni
https://orcid.org/0000-0002-6064-3126
http://lattes.cnpq.br/6052184072658200
Rodrigues, Silas Pessini
https://orcid.org/0000-0002-8672-3626
http://lattes.cnpq.br/9067991933812274
dc.contributor.author.fl_str_mv Almeida, Joellington Marinho de
dc.subject.por.fl_str_mv Clonagem
Diagnóstico
Proteínas estruturais
Vetor viral
Cloning
Diagnosis
Structural proteins
Viral vector
Biotecnologia
topic Clonagem
Diagnóstico
Proteínas estruturais
Vetor viral
Cloning
Diagnosis
Structural proteins
Viral vector
Biotecnologia
description Papaya blight is a disease caused by a virus that can lead to a loss of productivity in Carica papaya orchards in producing countries such as Brazil, Mexico, Ecuador and Australia where the disease occurs. Infection of the plant causes burning of the tips of young leaves, spontaneous exudation of latex and spots on the fruit. The latex oxidizes in the presence of air, giving rise to a "honey-like" appearance, which together with other factors interferes with the commercial acceptance of the fruit. However, the vector that transmits the papaya late blight disease is still unknown in all producing countries. Studies carried out by various research groups have pointed to the leafhopper as a potential disseminator of the disease, in addition to the relationship with fungi, seeds and mechanical transmission. In Brazil, it is caused by the viral complex papaya meleira virus (PMeV) and papaya meleira virus 2 (PMeV2), and the coexistence of the two viruses has proven that PMeV2 is encapsidated by PMeV, and it is known that PMeV has two ORFs responsible for encoding structural proteins that make up the capsid (ORF1) and a putative RdRp protein (ORF2). Knowing that the structural proteins of PMeV are responsible for encapsidating the two genetic materials, the use of the expression of a recombinant protein fraction of the capsid protein (CP) of PMeV could become viable in the development of rapid tests, identification of viral particles in different locations of the plant and potential application in studies of virus-plant-vector transmission. In this study, we developed material on understanding the viral transmission of the papaya meleira virus complex by insects using the available literature and the prospecting and characterization of a fraction (p441) of the PMeV structural protein. The p441 fraction of the PMeV capsid protein was expressed in E. coli BL21(DE3) and extracted from the SDS-PAGE gel. The protein fraction was expressed at four different times (30 minutes, 1 hour, 2 hours and 4 hours) to check which would correspond to its highest production and its extracted fraction was used to produce polyclonal antibodies. Based on the available sequence, an in silico characterization was carried out to determine ab initio secondary and tertiary structure models, physicochemical parameters and the prediction of immunogenic peptides that could be identified in its primary sequence. The results obtained open up possibilities for the design of tests that are effective in detecting PMeV, based on observations made about the protein structure of the p441 fraction as being a stable protein with low thermal mobility. In addition, 18 peptides found on its surface have been shown to be capable of triggering an immune response and to be a region that can be used to produce antibodies that can be applied in future studies to locate the virus in different parts of the plant. Finally, it was found that the conditions of expression in a time of 4 hours obtained the best response, generating protein concentrations of around 633 to 923 mg/mL verified after SDS-PAGE gel extraction
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-09-12T19:45:22Z
2024-09-12T19:45:22Z
2024-05-06
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/17728
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/17728
dc.language.iso.fl_str_mv por
pt
language por
language_invalid_str_mv pt
dc.rights.driver.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Biotecnologia
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Biotecnologia
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv riufes@ufes.br
_version_ 1834479129690374144