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Atividade Anticarcinogênica de Inibidores de Protease Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama 1 Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Inibidores Bowman-Birk Introdução Inibidor de Serino-proteases Mello et al.,2003; Joanitti et al., 2006 Black-eyed pea Trypsin/Chymotrypsin Inhibitor (BTCI) Fig.: Estrutura dimerica altamente estável de Inibidores da protease Bowman - Birk , das sementes de Vigna unguiculata . Imagem: Rao &. Suresh, 2007 9,1 Kda; Tripsina e quimiotripsina; Termicamente estável: 95° C (60min) Estável em pH 3 a 10 Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama Realizado no Instituto de Ciências Biológicas da UnB, o estdudo descreve a descoberta de uma molécula chamada BTCI (do inglês, black-eyed pea trypsin and chymotrypsin inhibitor), que é encontrada nessa variedade de feijão e que em experimentos com ratos, conduzidos pela mestranda Graziella Joanitti, mostrou-se capaz de matar as células cancerígenas sem agredir as células sadias. O BTCI, fragmentos protéicos do BTCI e suas variações são de interesse para a indústria, para a manufatura de composições medicamentosas, nutracêuticas ou cosméticas. Essas composições podem ser utilizadas para a prevenção, tratamento, ou tratamento coadjuvante de processos envolvidos na carcinogênese e em outros processos patológicos envolvidos com a inibição de proteases, para o uso em humanos e uso veterinário. O BTCI faz parte de uma classe de substâncias importantes relacionadas com diversos processos celulares, como por exemplo, a resposta durante a infecção por bactérias e fungos e na coagulação. Ele atua fragmentando o DNA das células doentes e alterando outras organelas citoplasmáticas das células do câncer, o que acarreta em uma alteração da integridade da membrana e do núcleo, criando estruturas que digerem o conteúdo das células. Outra função descoberta no estudo é a inibição da atividade das enzimas tripsina, caspase e a quimotripsina-like do proteassoma – complexo de proteína que está relacionado à regulação do ciclo celular. Em entrevista à Agência UnB, a professora e pesquisadora, Sônia de Freitas, disse que os testes em humanos e o desenvolvimento do novo tratamento deve acontecer nos próximos anos e que, provavelmente, ele será realizado via oral ou endovenoso, já que é uma substância consumida naturalmente pela população. FIG. 5. A sobreposição da estrutura de BTCI - complexo tripsina ( 2g81 ) sobre a estrutura de dímero Vu -BBI ( 2ot6 ) . As coordenadas de um dos dímeros em Vu e -BBI BTCI ( vermelho ) têm sido utilizados para sobrepor as duas estruturas . Sobreposição mostra que a tripsina ( amarelo ) de ligação para um dos monómeros num dímero como Vu -BBI ( cinzento ) pode ter pouco impedimento a partir do segundo monome Mello MO, Tanaka AS, Silva-Filho MC. (2003) Molecular evolution of Bowman-Birk type proteinase inhibitors in flowering plants. Mol Phylogenet Evol 27: 103–112. 2 Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Introdução Kennedy, 1995; Kennedy, 1998; Joanitti et al., 2010; Joanitti et al., 2010; Clemente et al., 2011 Fragmentação da membrana plasmática;desorganização do citoplasma; inchaço mitocondrial; aumento no tamanho dos lisossomas; Fragmentação do DNA BTCI efeitos citostáticos e citotóxicos significativos induzidas em células MCF-7 de câncer de mama BTCI Reduziu volume de lesões pré-malignas no melanoma BTCI efeitos citostáticos e citotóxicos significativos induzidas em células MCF-7 células de câncer de mama Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama fragmentação da membrana plasmática, citoplasma desorganização, e na presença de vesículas de dupla membrana, inchaço mitocondrial, e um aumento no tamanho dos lisossomas. Kennedy AR. (1998) The Bowman-Birk inhibitor from soybean as an anticarcinogenic agent. Am J Clin Nutr 68: 1406–1412. 13. Kennedy AR. (1995) Prevention of Carcinogenesis by Protease Inhibitors. Cancer Research (Suppl.) 54: 1999–2005. 14. Joanitti GA, Azevedo RB, Freitas SM. (2010) Apoptosis and lysosome membrane permeabilization induction on breast cancer cells by an anticarcinogenic Bowman–Birk protease inhibitor from Vigna unguiculata seeds. Cancer Letters. 293: 73–81. 15. Clemente A, Sonnante G, Domoney C. (2011) Bowman-Birk inhibitors from legumes and human gastrointestinal health: current status and perspectives. Curr Protein Pept Sci 12 (5): 358–373. 16. Clemente A, Marı´n-Manzano MC, Jime´nez E, Arques MC, Domoney C. (2012) The anti-proliferative effect of TI1B, a major Bowman-Birk isoinhibitor from pea (Pisum sativum L.), on HT29 colon cancer cells is mediated through protease inhibition. Br J Nutr 108, Suppl. 1: 135–144. 3 Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Introdução Kennedy, 1995; Kennedy, 1998; Joanitti et al., 2010; Joanitti et al., 2010; Clemente et al., 2011 Fig.Sistema Ubiquitina-proteassoma. Imagem: Demasi & Bechara, 2004 LIMP2 LIMP7 BTCI efeitos citostáticos e citotóxicos significativos induzidas em células MCF-7 células de câncer de mama Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama fragmentação da membrana plasmática, citoplasma desorganização, e na presença de vesículas de dupla membrana, inchaço mitocondrial, e um aumento no tamanho dos lisossomas. Kennedy AR. (1998) The Bowman-Birk inhibitor from soybean as an anticarcinogenic agent. Am J Clin Nutr 68: 1406–1412. 13. Kennedy AR. (1995) Prevention of Carcinogenesis by Protease Inhibitors. Cancer Research (Suppl.) 54: 1999–2005. 14. Joanitti GA, Azevedo RB, Freitas SM. (2010) Apoptosis and lysosome membrane permeabilization induction on breast cancer cells by an anticarcinogenic Bowman–Birk protease inhibitor from Vigna unguiculata seeds. Cancer Letters. 293: 73–81. 15. Clemente A, Sonnante G, Domoney C. (2011) Bowman-Birk inhibitors from legumes and human gastrointestinal health: current status and perspectives. Curr Protein Pept Sci 12 (5): 358–373. 16. Clemente A, Marı´n-Manzano MC, Jime´nez E, Arques MC, Domoney C. (2012) The anti-proliferative effect of TI1B, a major Bowman-Birk isoinhibitor from pea (Pisum sativum L.), on HT29 colon cancer cells is mediated through protease inhibition. Br J Nutr 108, Suppl. 1: 135–144. 4 Associação entre BTCI e proteassoma 20S avaliada pela dinâmica de espalhamento de luz Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Resultados Souza et al., 2014 Dentre todas as familias de inibidores de serinoproteases, as familia Kunitz e Bowman-Birk sao as mais estudadas e melhor caracterizadas. Os inibidores de proteases são denominados de acordo com a protease inibida e/ou sua fonte, como, por exemplo, o inibidor de tripsina de soja. Agrupam-se, também, em famílias, as quais podem receber o nome do pesquisador que primeiro as identificou. As famílias mais citadas são de Kunitz (inibidor de tripsina pancreático e inibidor de tripsina de soja), a Kazal (inibidor de tripsina de secreção pancreática), a de inibidores Bowman-Birk, a família de inibidor de batata I e a do inibidor de batata II (LASKOWSKI; KATO, 1980). 5 Imunolocalização de BTCI e proteassoma nas células MCF-7 do câncer de mama Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Resultados Souza et al., 2014 Dentre todas as familias de inibidores de serinoproteases, as familia Kunitz e Bowman-Birk sao as mais estudadas e melhor caracterizadas. Os inibidores de proteases são denominados de acordo com a protease inibida e/ou sua fonte, como, por exemplo, o inibidor de tripsina de soja. Agrupam-se, também, em famílias, as quais podem receber o nome do pesquisador que primeiro as identificou. As famílias mais citadas são de Kunitz (inibidor de tripsina pancreático e inibidor de tripsina de soja), a Kazal (inibidor de tripsina de secreção pancreática), a de inibidores Bowman-Birk, a família de inibidor de batata I e a do inibidor de batata II (LASKOWSKI; KATO, 1980). 6 Atividade inibitória do Proteassoma 20S Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Resultados Souza et al., 2014 Dentre todas as familias de inibidores de serinoproteases, as familia Kunitz e Bowman-Birk sao as mais estudadas e melhor caracterizadas. Os inibidores de proteases são denominados de acordo com a protease inibida e/ou sua fonte, como, por exemplo, o inibidor de tripsina de soja. Agrupam-se, também, em famílias, as quais podem receber o nome do pesquisador que primeiro as identificou. As famílias mais citadas são de Kunitz (inibidor de tripsina pancreático e inibidor de tripsina de soja), a Kazal (inibidor de tripsina de secreção pancreática), a de inibidores Bowman-Birk, a família de inibidor de batata I e a do inibidor de batata II (LASKOWSKI; KATO, 1980). 7 Atividade inibitória do Proteassoma 20S Effect of an Anticarcinogenic Bowman-Birk Protease Inhibitor on Purified 20S Proteasome and MCF-7 Breast Cancer Cells Resultados Souza et al., 2014 Dentre todas as familias de inibidores de serinoproteases, as familia Kunitz e Bowman-Birk sao as mais estudadas e melhor caracterizadas. Os inibidores de proteases são denominados de acordo com a protease inibida e/ou sua fonte, como, por exemplo, o inibidor de tripsina de soja. Agrupam-se, também, em famílias, as quais podem receber o nome do pesquisador que primeiro as identificou. As famílias mais citadas são de Kunitz (inibidor de tripsina pancreático e inibidor de tripsina de soja), a Kazal (inibidor de tripsina de secreção pancreática), a de inibidores Bowman-Birk, a família de inibidor de batata I e a do inibidor de batata II (LASKOWSKI; KATO, 1980). 8 Atividade Anti-inflamatória de Inibidores de Proteases Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama 9 Achillea millefolium L. sl - É o anti-inflamatório mediada pela atividade de inibição de protease? Introdução óleo essencial sesquiterpenos e compostos fenólicos Bieth, 1998; Wiedow & Meyer-Hoffert, 2005); Willuhn, 2002.; Lemmens-Gruber et al., 2006; 10 Achillea millefolium L. sl - É o anti-inflamatório mediada pela atividade de inibição de protease? Introdução (Murphy,1998; Collier and Goldberg, 1998; Petrides, 1998) 11 Achillea millefolium L. sl - É o anti-inflamatório mediada pela atividade de inibição de protease? Resultados Inibição dependente da concentração da elastase de neutrófilos humanos por Extrato de Achillea Benedek et al., 2007 12 Achillea millefolium L. sl - É o anti-inflamatório mediada pela atividade de inibição de protease? Resultados Ensaio de Inibição de MMP-2 e MMP-9 Benedek et al., 2007 13 Proteínas laticíferas de Plumeria pudica inibem as respostas inflamatórias e nociceptivas pela diminuição da ação de mediadores inflamatórios e de citoquinas pró-inflamatórias Efeito de um anticarcinogênico Bowman - Birk Inibidor de Protease de proteassoma 20S purificadas e células MCF-7 de cancro da mama 14 Proteínas laticíferas de Plumeria pudica inibem as respostas inflamatórias e nociceptivas pela diminuição da ação de mediadores inflamatórios e de citoquinas pró-inflamatórias Resultados Tratamentos químicos e físicos nas proteínas do látex de P. pudica Fernandes et al., 2015 Polyacrylamide gel (12.5%) electrophoresis of LP and LP treatments (a) and corresponding zymogram showing proteinase activity upon gelatin (0.1%) (b). 1: LP; 2: LPDTT; 3: LPIAA and 4: LP100 °C. Molecular weight markers (MW) were as follows: albumin (66.0 kDa); ovalbumin (45.0 kDa); carbonic anhydrase (30.0 kDa); trypsin inhibitor (20.1 kDa); and lactalbumin (14.4 kDa). 15
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