Identificação de peptídeos inibidores do SARS-CoV-2 oriundos de palma-forrageira (Opuntia sp.) e Bacilus subtilis

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: FREITAS, Lucas Carvalho de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Genetica e Biologia Molecular
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: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/60599
Resumo: A emergência e reemergência de doenças infectocontagiosas causadas por patógenos virais, como o SARS-CoV-2, traz a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias profiláticas e terapêuticas para contenção da disseminação viral e tratamento da doença. Nesse sentido, uma abordagem promissora é a prospecção de moléculas bioativas de plantas e microrganismos com potencial antiviral. A palma-forrageira (Opuntia sp.) e Bacillus subtilis são fontes de peptídeos/proteínas com propriedades farmacoterapêuticas, destacando-se a surfactina, inibidores de proteases (IPs), ribonucleases (RNAses), lectinas, rRNA N-glicosilases, entre outros. Tais bioativos, além de não apresentarem citotoxicidade relevante, são relatados como eficientes inibidores da replicação de vírus envelopados, e podem ser utilizados no desenvolvimento de novas estratégias biotecnológicas antivirais. O presente estudo visa identificar, através de métodos bioquímicos e moleculares, potenciais proteínas antivirais de Opuntia sp. e B. subtilis, e avaliar seu potencial em reduzir a infectividade do SARS-CoV-2. A surfactina, lipopetídeo cíclico sintetizado por B. subtilis e as proteínas antivirais presentes nos cladódios de O. stricta clone IPA200016 foram obtidas por protocolos específicos e caracterizadas qualitativa e quantitativamente através de métodos cromatográficos (HPLC) e espectrométricos (LC-MS/MS). Posteriormente, as proteínas foram avaliadas quanto a sua citotoxicidade pelo método MTT e sua atividade contra o SARS-COV-2 mensurada por TCID50/mL em células Vero CCL- 81. Os genótipos de B. subtilis UFPEDA 438, QST 713-like e UFRA-92 se mostraram excelentes produtores de surfactina, as quais apresentaram concentrações citotóxica mínimas (CC20) de 61,9 μM até 131,1 μM. A surfactina de B. subtilis UFPEDA 438 e a comercial (≥ 98% pureza) exibiram atividade contra o SARS-CoV-2, com redução dos títulos virais em 1,63 log10 e 2 log10 TCID50/mL. Em relação aos peptídeos obtidos dos cladódios de O. stricta IPA200016, foram identificadas nas frações proteicas precipitadas em concentrações 0–30 % e 30– 60 % de sulfato de amônio (m:v), proteínas com potencial antiviral como inibidores de serino e cisteíno proteases, lectinas, rRNA N-glicosilases. As frações proteicas exibiram valores CC20 de 39 μg (0-30%) e 37,4 μg (30–60 %), porém somente a 30- 60 % apresentou reduções nos títulos virais em 1,5 log10 TCID50/mL. Por fim, a fração enriquecida de ribonuclease, também obtida dos cladódios da palma- forrageira, apresentou alta atividade nucleolítica e exibiu valores de CC20 de 39 μg, porém não foi efetiva em reduzir a infectividade do SARS-CoV-2. Os resultados obtidos demonstram a eficácia de proteínas / peptídeos oriundos de fontes naturais e que poderão ser aplicados em futuras estratégias no combate ao SARS-CoV-2.
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Tais bioativos, além de não apresentarem citotoxicidade relevante, são relatados como eficientes inibidores da replicação de vírus envelopados, e podem ser utilizados no desenvolvimento de novas estratégias biotecnológicas antivirais. O presente estudo visa identificar, através de métodos bioquímicos e moleculares, potenciais proteínas antivirais de Opuntia sp. e B. subtilis, e avaliar seu potencial em reduzir a infectividade do SARS-CoV-2. A surfactina, lipopetídeo cíclico sintetizado por B. subtilis e as proteínas antivirais presentes nos cladódios de O. stricta clone IPA200016 foram obtidas por protocolos específicos e caracterizadas qualitativa e quantitativamente através de métodos cromatográficos (HPLC) e espectrométricos (LC-MS/MS). Posteriormente, as proteínas foram avaliadas quanto a sua citotoxicidade pelo método MTT e sua atividade contra o SARS-COV-2 mensurada por TCID50/mL em células Vero CCL- 81. Os genótipos de B. subtilis UFPEDA 438, QST 713-like e UFRA-92 se mostraram excelentes produtores de surfactina, as quais apresentaram concentrações citotóxica mínimas (CC20) de 61,9 μM até 131,1 μM. A surfactina de B. subtilis UFPEDA 438 e a comercial (≥ 98% pureza) exibiram atividade contra o SARS-CoV-2, com redução dos títulos virais em 1,63 log10 e 2 log10 TCID50/mL. Em relação aos peptídeos obtidos dos cladódios de O. stricta IPA200016, foram identificadas nas frações proteicas precipitadas em concentrações 0–30 % e 30– 60 % de sulfato de amônio (m:v), proteínas com potencial antiviral como inibidores de serino e cisteíno proteases, lectinas, rRNA N-glicosilases. As frações proteicas exibiram valores CC20 de 39 μg (0-30%) e 37,4 μg (30–60 %), porém somente a 30- 60 % apresentou reduções nos títulos virais em 1,5 log10 TCID50/mL. Por fim, a fração enriquecida de ribonuclease, também obtida dos cladódios da palma- forrageira, apresentou alta atividade nucleolítica e exibiu valores de CC20 de 39 μg, porém não foi efetiva em reduzir a infectividade do SARS-CoV-2. Os resultados obtidos demonstram a eficácia de proteínas / peptídeos oriundos de fontes naturais e que poderão ser aplicados em futuras estratégias no combate ao SARS-CoV-2.The emergence and reemergence of infectious diseases caused by viral pathogens, such as SARS-CoV-2, necessitate the development of new prophylactic and therapeutic technologies for controlling viral spread and treating the disease. In this context, a promising approach is the prospecting of bioactive molecules from plants and microorganisms with antiviral potential. The prickly pear (Opuntia sp.) and Bacillus subtilis are sources of peptides/proteins with pharmacotherapeutic properties, including surfactin, protease inhibitors (PIs), ribonucleases (RNases), lectins, and rRNA N-glycosylases, among others. These bioactives, in addition to having no significant cytotoxicity, are reported as efficient inhibitors of enveloped virus replication and may be utilized in the development of new biotechnological antiviral strategies. This study aims to identify, through biochemical and molecular methods, potential antiviral proteins from Opuntia sp. and B. subtilis, and to evaluate their potential in reducing the infectivity of SARS-CoV-2. Surfactin, a cyclic lipopeptide synthesized by B. subtilis, and antiviral proteins present in the cladodes of O. stricta clone IPA200016 were obtained through specific protocols and characterized qualitatively and quantitatively using chromatographic (HPLC) and spectrometric (LC-MS/MS) methods. Subsequently, the proteins were evaluated for their cytotoxicity using the MTT assay and their activity against SARS-CoV-2 was measured by TCID50/mL in Vero CCL-81 cells. The B. subtilis genotypes UFPEDA 438, QST 713-like, and UFRA-92 were shown to be excellent producers of surfactin, which exhibited minimal cytotoxic concentrations (CC20) ranging from 61.9 μM to 131.1 μM. Surfactin from B. subtilis UFPEDA 438 and the commercially available one (≥ 98% purity) showed activity against SARS-CoV-2, with a reduction of viral titers by 1.63 log10 and 2 log10 TCID50/mL, respectively. Regarding the peptides obtained from the cladodes of O. stricta IPA200016, proteins with antiviral potential were identified in the protein fractions precipitated with 0–30% and 30–60% ammonium sulfate, including serine and cysteine protease inhibitors, lectins, and rRNA N-glycosylases. These protein fractions exhibited CC20 values of 39 μg (0- 30%) and 37.4 μg (30–60%), but only the 30-60% fraction showed reductions in viral titers by 1.5 log10 TCID50/mL. Finally, the ribonuclease-enriched fraction, also obtained from the forage cactus cladodes, displayed high nucleolytic activity and exhibited a CC20 value of 39 μg, but was not effective in reducing SARS-CoV-2 infectivity. The results obtained demonstrate the efficacy of proteins/peptides from natural sources and their potential application in future strategies to combat SARS- CoV-2.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Genetica e Biologia MolecularCALSA JUNIOR, Terciliohttp://lattes.cnpq.br/9344556985534817http://lattes.cnpq.br/2775650529232362FREITAS, Lucas Carvalho de2025-02-28T14:20:19Z2025-02-28T14:20:19Z2024-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFREITAS, Lucas Carvalho de. Identificação de peptídeos inibidores do SARS-CoV-2 oriundos de palma-forrageira (Opuntia sp.) e Bacilus subtilis. 2024. Tese (Doutorado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/60599porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2025-03-01T05:25:01Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/60599Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212025-03-01T05:25:01Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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