Estudos estruturais cristalográficos do inibidor de α-amilase 0,19 de Triticum aestivum (Trigo-cultivar IAPAR Igapó-28)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 1998
Autor(a) principal: Iulek, Jorge
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: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-12082025-152232/
Resumo: Apresentam-se os resultados obtidos durante a determinação da estrutura tridimensional do inibidor de α-amilase do trigo 0,19, cultivar IAPAR Igapó-28. A proteína foi extraída do germe de trigo, purificada e submetida a ensaios de cristalização. As condições adequadas para a formação de cristais foram determinadas como tampão Tris-HCl 0,1 M, pH 7,37,5, na presença de MgCl2 0,10,2 M e PEG 8000 ou PEG 20000 a 1420% (m/V). Dados de difração de raios X foram coletados até 2,1 Å de resolução em fonte de laboratório e até 1,7 Å utilizando radiação síncrotron. Estudos de conteúdo de solvente indicaram inicialmente a presença de quatro monômeros por unidade assimétrica, o que foi confirmado após a determinação completa da estrutura. Vários compostos de átomos pesados foram testados, mas apenas Hg(C2H3O2)2, trans-Pt(NH3)2Cl2 e K2[Pt(NO2)4] produziram derivados. No entanto, esses derivados não foram suficientes para gerar mapas de densidade eletrônica interpretáveis. Tentou-se substituição molecular com o único modelo disponível no início do estudo a estrutura tridimensional do inibidor bifuncional do milheto indiano, resolvida por ressonância magnética nuclear , mas sem sucesso. Entretanto, com a publicação recente da estrutura do inibidor de α-amilase de um cultivar japonês, foi possível realizar a substituição molecular com êxito. O modelo final refinado contém moléculas de água e apresenta, em cada monômero, 373 aminoácidos e 214 moléculas de água. Cada monômero é formado por cinco hélices , organizadas em uma topologia sobe e desce, e duas pequenas fitas antiparalelas. Visualmente, a estrutura mostrou-se semelhante à do cultivar japonês. Contudo, estabeleceu-se que a prolina na posição 15 apresenta conformação cis, fato não relatado no estudo do cultivar japonês. Os sítios de platina de um dos derivados obtidos foram caracterizados, mostrando interação com o Trp51. Hipóteses foram levantadas sobre a região de interação do inibidor com as α-amilases. Por fim, discutem-se as perspectivas futuras e a continuidade do projeto, com o objetivo de esclarecer o mecanismo e as especificidades dos inibidores de α-amilase.
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Estudos de conteúdo de solvente indicaram inicialmente a presença de quatro monômeros por unidade assimétrica, o que foi confirmado após a determinação completa da estrutura. Vários compostos de átomos pesados foram testados, mas apenas Hg(C2H3O2)2, trans-Pt(NH3)2Cl2 e K2[Pt(NO2)4] produziram derivados. No entanto, esses derivados não foram suficientes para gerar mapas de densidade eletrônica interpretáveis. Tentou-se substituição molecular com o único modelo disponível no início do estudo a estrutura tridimensional do inibidor bifuncional do milheto indiano, resolvida por ressonância magnética nuclear , mas sem sucesso. Entretanto, com a publicação recente da estrutura do inibidor de α-amilase de um cultivar japonês, foi possível realizar a substituição molecular com êxito. O modelo final refinado contém moléculas de água e apresenta, em cada monômero, 373 aminoácidos e 214 moléculas de água. Cada monômero é formado por cinco hélices , organizadas em uma topologia sobe e desce, e duas pequenas fitas antiparalelas. Visualmente, a estrutura mostrou-se semelhante à do cultivar japonês. Contudo, estabeleceu-se que a prolina na posição 15 apresenta conformação cis, fato não relatado no estudo do cultivar japonês. Os sítios de platina de um dos derivados obtidos foram caracterizados, mostrando interação com o Trp51. Hipóteses foram levantadas sobre a região de interação do inibidor com as α-amilases. Por fim, discutem-se as perspectivas futuras e a continuidade do projeto, com o objetivo de esclarecer o mecanismo e as especificidades dos inibidores de α-amilase.The procedures used and the results obtained during the determination of the three-dimensional structure of the wheat α-amylase inhibitor 0.19, cultivar IAPAR Igapó-28, are presented. The protein was extracted from wheat germ, purified, and tested for crystallization. Suitable crystallization conditions were determined as 0.1 M Tris-HCl buffer, pH 7.37.5, in the presence of 0.10.2 M MgCl2 and 1420% (m/V) PEG 8000 or PEG 20000. X-ray diffraction data were collected to a resolution of 2.1 Å using a laboratory source and to 1.7 Å using synchrotron radiation. Solvent content analysis initially indicated the presence of four monomers per asymmetric unit, which was confirmed upon complete structure determination. Several heavy-atom compounds were tested, but only Hg(C2H3O2)2, trans-Pt(NH3)2Cl2, and K2[Pt(NO2)4] produced derivatives. Nevertheless, these were insufficient to yield interpretable electron density maps. Molecular replacement was attempted using the only model initially available the three-dimensional structure of the Indian millet bifunctional inhibitor, solved by nuclear magnetic resonance but was unsuccessful. However, with the recent publication of the structure of the wheat α-amylase inhibitor from a Japanese cultivar, molecular replacement was achieved successfully. The final refined model contains 373 amino acids and 214 water molecules per monomer. Each monomer is composed of five -helices arranged in an up-and-down topology and two short antiparallel -strands. Visually, the structure was found to be similar to that of the Japanese cultivar. However, it was determined that Proline 15 adopts a cis conformation, a feature not reported in the structural study of that cultivar. The platinum-binding sites of one of the derivatives were characterized, revealing an interaction with Trp51. Hypotheses were proposed regarding the interaction region between the inhibitor and α-amylases. Finally, the future perspectives and continuation of the project are discussed, with the aim of elucidating the mechanism and specificities of α-amylase inhibitors.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPOliva, GlauciusIulek, Jorge1998-02-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-12082025-152232/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-08-13T12:07:02Zoai:teses.usp.br:tde-12082025-152232Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-08-13T12:07:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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