Universidade Federal de Santa Catarina
Centro de Ciências Biológicas
Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Ação Neuroprotetora de
Proteínas extraídas de Plantas
Mestranda: Amanda Virtuoso Jacques
Florianópolis, junho de 2011
Introdução
Glicobiologia:
• biossinalizadores na comunicação intercelular;
• controle de vias de sinalização intracelular;
• modulação sináptica e neuroplasticidade (Dube and Bertozzi, 2005; Endo, 2005).
Introdução
• A base funcional do SNC depende da comunicação intercelular
e de vias de sinalização intracelular que modulam as
modificações morfológicas e funcionais do SNC, conhecida
como neuroplasticidade.
• Processos fisiológicos (ex.: aprendizado e memória) ou
processos patológicos (ex.: depressão, epilepsia e processos
neurodegenerativos) refletem a neuroplasticidade fisiológica
ou patológica.
Introdução
Receptores para fatores neurotróficos, receptores glutamatérgicos,
transportadores de neurotransmissores, canais iônicos possuem
natureza glicoprotéica e as cadeias de açúcares presentes nestas
proteínas podem funcionar como biossinalizadores, realizando
papéis chave na modulação sináptica.
Introdução
Lectinas são proteínas com capacidade de ligação reversível a
carboidratos ou glicoconjugados. No sistema nervoso central
(SNC) de mamíferos, lectinas endógenas com afinidade para
manose/glicose ou galactose podem desempenhar papéis
fisiológicos importantes
(ENDO et al., 2005)
Os mamíferos apresentam uma grande variedade de proteínas
cerebrais (endógenas) ligadoras de glicanos (lectinas)
(Cebo et al., 2002).
Introdução
Modular diversos aspectos da comunicação celular
DESENVOLVIMENTO
PROLIFERAÇÃO
CELULAR
DIFERENCIAÇÃO
INFLAMAÇÃO
METÁSTASE
TUMORAL
(Cavada et al., 2001; Endo, 2005; Lekishvili et al., 2006; Plachta et al., 2007; Sakaguchi et al., 2007).
Lectinas Endógenas
GALECTINAS
Importantes no desenvolvimento cerebral, tendo sua ação
no desenvolvimento de neuritos, na diferenciação de
astrócitos, aumentando a liberação de fator neurotrófico
derivado do cérebro (BDNF) de astrócitos diferenciados e no
desenvolvimento de câncer.
Endo, 2005; Lekishvili et al., 2006; Plachta et al., 2007; Sakaguchi et al., 2007; Liu e Rabinovich, 2005.
Lectinas Endógenas
Atividade neuroprotetora contra a neurotoxicidade
glutamatérgica
Galectina-1
Lectinas
Endógena
BDNF
Danos Cerebrais
Morte Neuronal
Neuroprotetor
Produção de BDNF
Gal- 1
Diferenciação
de
Astrócitos
Lectinas Endógenas
Galectina-1
Isquemia
Necrose
Galectina-1
Produção de BDNF
Dr Benildo Sousa Cavada - www.biomol-lab.org
Lectinas de Plantas
Dioclea grandiflora
Canavalia brasiliensis
Sol et al., 2006
Lectinas de
Plantas
ConA
Estudo
da
função
neuroplasticidade (Lin e
do
SNC
e
Levitan, 1991; Scherer e
Udin, 1994),
Isolamento e estudo de glicoproteínas
sinápticas e receptores glutamatérgicos
(Partin et al., 1993; Fay e Bowie, 2006),
Liberação de neurotransmissores
Huck, 1998),
(Boehm e
Modulação
de
receptores
e
transportadores de monoaminas (Cedeño et
al., 2005).
Canavalia ensiformis
Receptores Glutamatérgicos
Introdução
O Glutamato é o principal neurotransmissor excitatório do SNC e
está envolvido no desenvolvimento, sobrevivência neuronal, e em
funções cerebrais vinculadas à aprendizagem e memória (Fonnum, 1984;
Meldrum, 2000).
(Siegel et al., 2006).
Participa como mediador da comunicação intercelular, plasticidade,
crescimento e diferenciação celular (Nedergaard et al., 2002).
ConBr
Lectinas de
Plantas
Feijão Bravo do Ceará
Canavalia brasiliensis, ConBr, é uma lectina isolada de um
feijão brasileiro que tem sua seqüência e estrutura
cristalográfica definida, sendo muito semelhante à
ConA.(Sanz-Aparicio et al., 1997; Cavada et al., 2001)
ConBr
Lectinas de
Plantas
Os efeitos biológicos de ConBr em tecidos periféricos incluem:
Estímulo da produção de óxido nítrico em macrófagos (Andrade et al., 1999)
Estimulação da liberação de histamina em mastócitos (Lopes et al., 2005)
Ativação ou produção de apoptose em linfócitos (Barbosa et al., 2001)
ConBr
Lectinas de
Plantas
Lectinas de
Plantas
ConBr
Viabilidade (%)
MTT
*
*
*
*
ConBr causa neuroproteção contra neurotoxicidade do glutamato
NMDAR
Introdução
D-Manose
NMDAR
Estes sítios ricos em manose presentes nas subunidades do receptor
NMDA são necessários para a modulação da função do canal por lectinas.
Além disso, sítios ricos em galactose seriam responsáveis pelas
propriedades de interação do receptor com o ligante (Machaidze e Mikeladze, 2001).
Lectinas de Plantas
Screening da atividade neuroprotetora de lectinas em modelos de fatias
hipocampais de camundongos tratadas in vitro com glutamato, através do
teste de viabilidade MTT.
Família:
Leguminosae (Fabaceae)
Afinidade por
Afinidade por
Glicose/Manose
D-Galactose
Vicia faba (BBL)
Vatairea macrocarpa (VML)
Vicia graminea (VGL)
Canavalia gladiata (CGL)
Família:
Moraceae
Artocarpus incisa (Frutalina)
Manose/ Glicose
Vicia faba (BBL)
Lectinas de
Plantas
Canavalia gladiata (CGL)
Vicia graminea (VGL)
VGL causa neuroproteção contra neurotoxicidade do glutamato
D-galactose
Vatairea macrocarpa (VML)
Lectinas de
Plantas
Artocarpus incisa (Frutalina)
A frutalina (α-D-galactose ligante) é uma glicoproteína
que se mostrou eficaz na identificação de lesões
malignas de mama e tireóide.
Neuroproteção contra a neurotoxicidade glutamatérgica
OBRIGADA!