Aspectos funcionais de peptídeos vegetais com efeito anti-inflamatório na obesidade e avaliação estrutural do inibidor de tripsina kunitz de sementes de tamarindo

dc.contributor.advisorMorais, Ana Heloneida de Araújo
dc.contributor.advisor-co1Maciel, Bruna Leal Lima
dc.contributor.advisor-co1ID96256192320pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5790541670952158pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1233944493334651pt_BR
dc.contributor.authorMedeiros, Amanda Fernandes de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9221417221401426pt_BR
dc.contributor.referees1Oliveira, Hermógenes David de
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4151792037839111pt_BR
dc.contributor.referees2Pedrosa, Matheus de Freitas Fernandes
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2929963416385218pt_BR
dc.contributor.referees3Machado, Richele Janaina Araújo
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1352905640097175pt_BR
dc.contributor.referees4Lima, Severina Carla Vieira Cunha
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8818927353248941pt_BR
dc.date.accessioned2022-01-25T18:56:07Z
dc.date.available2022-01-25T18:56:07Z
dc.date.issued2021-10-25
dc.description.abstractSubclinical inflammation in overweight and obesity alters several metabolic pathways, with positive reinforcement for accumulating more adipose tissue and alteration in energy metabolism. Several studies have evaluated the anti-inflammatory and immunomodulatory effects of hydrolyzed proteins and plant peptides, but it is necessary to explore the mechanisms of action of these effects. Thus, in the first chapter of this thesis, the narrative review presented the understanding of the mechanisms of action of hydrolyzed proteins and plant peptides on inflammation affected by excess adipose tissue. For this, a search was performed in the databases, selecting studies involving target metabolic pathways and responses of hydrolyzed proteins or peptides of plant origin. The mechanisms observed permeate the inhibition of the NF-kB pathway, reduction of oxidative stress, stimulation of the PI3K-AKT pathway and enzymes related to detoxification (superoxide dismutase and catalase), thus culminating in the reduction of inflammatory cytokines and adipokines, as well as the polarization of macrophages to the M2 phenotype. In the second chapter, the study in vitro and computer simulation (in silico) with the purified trypsin inhibitor of tamarind seeds (Tamarindus indica L.) (TTIp) is shown. This protein has been studied in vitro and in preclinical studies to treat obesity, its complications, and associated comorbidities. The TTIp was sequenced de novo by MALDI-TOF/TOF. Its modeling was obtained by homology, and the interaction with the trypsin enzyme (PDB ID 2PTN) was evaluated through molecular dynamics simulation (DM) under controlled conditions of temperature, pressure, and presence of water. 75 additional amino acid residues from the TTIp sequence were identified. The modeling by homology was performed by CONCOORD and validated by MolProbity, and the four best conformations of the modeling were submitted to DM. Conformation no. 287 of model no. 56 was selected, considering the RMSD analysis and the interaction energy (-301.0128 kcal.mol-1). Ile (54), Pro (57), Arg (59), Arg (63) and Glu (78) residues of ITTp showed lower interaction energy and, therefore, more significant interaction with the trypsin enzyme (PDB ID 2PTN). Among these, Arg residues (59 and 63) were mainly involved in its electrostatic binding mechanism. These results favor continuity of studies with the TTIp for applications in preclinical and clinical studies in the health area, contributing to the control of severe public health diseases, such as obesity. Finally, considering the potential therapeutic molecular targets in the inflammatory metabolic pathways for plant peptides in the treatment of obesity, revealed through the narrative review, sequencing, modeling and molecular dynamics of TTIp with trypsin, through studies in silico, this thesis deepens knowledge about TTIp and generates support for future studies.pt_BR
dc.description.resumoA inflamação subclínica no sobrepeso e na obesidade altera diversas vias metabólicas, com reforço positivo para o acúmulo de mais tecido adiposo e alteração no metabolismo energético. Diversos estudos têm avaliado o efeito anti-inflamatório e imunomodulador de proteínas hidrolisadas e peptídeos vegetais, sendo necessário, contudo, explorar os mecanismos de ação desses efeitos. Dessa maneira, no primeiro capítulo desta tese, foi apresentada na revisão narrativa a compreensão dos mecanismos de ação de proteínas hidrolisadas e peptídeos vegetais sobre a inflamação acometida pelo excesso de tecido adiposo. Para isso, realizou-se uma busca nas bases de dados, selecionando estudos que envolviam vias e respostas metabólicas alvos de proteínas hidrolisadas ou peptídeos de origem vegetal. Viu-se que os mecanismos perpassam a inibição da via NF-B, redução do estresse oxidativo, estímulo à via da PI3K-AKT e de enzimas relacionadas com a detoxificação (superóxido dismutase e catalase), assim, culminando na redução de citocinas e adipocinas inflamatórias, bem como a polarização de macrófagos para o fenótipo M2. No segundo capítulo foram apresentados os estudos in vitro e de simulação computacional (in silico) com o inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo (Tamarindus indica L.) (ITTp). Essa proteína tem sido estudada in vitro e em estudos préclínicos para o tratamento da obesidade, de suas complicações e de comorbidades associadas. O ITTp foi sequenciado de novo por MALDI-TOF/TOF, foi obtida a sua modelagem por homologia e avaliada a interação com a enzima tripsina (PDB ID 2PTN) por meio de simulação de dinâmica molecular (DM) em condições controladas de temperatura, pressão e presença de água. Foram identificados 75 resíduos de aminoácidos adicionais da sequência do ITTp. A modelagem por homologia foi realizada pelo CONCOORD e validada pelo MolProbity e as quatro melhores conformações da modelagem foram submetidas à DM. A conformação n° 287 do modelo nº 56 foi selecionada, considerando a análise RMSD e a energia de interação (-301,0128 kcal.mol1 ). Os resíduos Ile (54), Pro (57), Arg (59), Arg (63) e Glu (78) do ITTp apresentaram menor energia de interação e por isso maior interação com a enzima tripsina (PDB ID 2PTN). Dentre esses, os resíduos de Arg (59 e 63) estavam, principalmente, envolvidos em seu mecanismo de ligação de modo eletrostático. Esses resultados favorecem a continuidade de estudos com o ITTp para aplicações em estudos pré-clínicos e clínicos na área de saúde, visando contribuir no controle de graves problemas de saúde pública, como a obesidade. Por fim, considerando os potenciais alvos moleculares terapêuticos apontados nas vias metabólicas inflamatórias para peptídeos vegetais no tratamento da obesidade, revelados por meio da revisão narrativa, além do sequenciamento, modelagem e dinâmica molecular do ITTp com a tripsina, por meio dos estudos in silico, esta tese aprofunda os conhecimentos sobre o ITTp e gera suporte para estudos futuros.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationMEDEIROS, Amanda Fernandes de. Aspectos funcionais de peptídeos vegetais com efeito anti-inflamatório na obesidade e avaliação estrutural do inibidor de tripsina kunitz de sementes de tamarindo. 2021. 84f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45721
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULARpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAgentes anti-inflamatóriospt_BR
dc.subjectBiologia computacionalpt_BR
dc.subjectImunomodulaçãopt_BR
dc.subjectTamarindus indica L.pt_BR
dc.titleAspectos funcionais de peptídeos vegetais com efeito anti-inflamatório na obesidade e avaliação estrutural do inibidor de tripsina kunitz de sementes de tamarindopt_BR
dc.title.alternativeFunctional aspects of plant peptides with anti-inflammatory effect on obesity and structural evaluation of the kunitz tamarindo seeds inhibitorpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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