Purificação e caracterização de lectina(s) de Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott (taioba): hemaglutinina(s) com potencial efeito citotóxico

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dc.contributor.advisor1Gonçalves, Juliana Barbosa Coitinho
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5892-050X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3448669742301744
dc.contributor.authorPaiva, Ana Paula Passos de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0000-7612-0090
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1797554469669361
dc.contributor.referee1Oliveira, Jairo Pinto de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7595-1183
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2228283301316218
dc.contributor.referee2Costa, Mariana Amalia Figueiredo
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8539-3063
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2806425060879128
dc.date.accessioned2025-06-26T16:24:39Z
dc.date.available2025-06-26T16:24:39Z
dc.date.issued2025-03-19
dc.description.abstractLectins are carbohydrate-binding proteins that appear in all domains of life and, due to their ability to bind specifically and reversibly to carbohydrate glycoconjugates through specific sites/domains - being known as agglutinins - they play an essential role in various biological processes. The antimicrobial and antitumor potential of these proteins has been explored for the development of alternative drugs and/or adjuvants. The presence of lectins in the leaves and roots of various plant species has been described, which are associated with inflammatory responses, antioxidant capacity, antiproliferative and pro-apoptotic effects of these plants. This work aimed to purify and characterize – biochemically and functionally – hemagglutinating fractions - lectin(s) - from Xanthosoma sagittifolium (L.) – Taioba – an Unconventional Food Plant (UFP). The purification process was monitored by hemagglutination and SDS-PAGE assays (presence of bands with a molecular mass between 12-14 kDa - the monomeric unit of lectins). Hemagglutinating fractions were obtained by sequenced saline precipitation ((NH4)2SO4 15% and 35%) from the protein extract of leaves and roots. The fraction of the leaf extract precipitated at 15% was selected for the continuation of the purification process – molecular exclusion chromatography in an HPLC system – from which two partially purified hemagglutinating fractions were obtained. The protein profile of these fractions showed bands with the molecular mass of the monomeric unit and its multiples, suggesting the formation of supramolecular arrangements, a common characteristic of lectins. It was shown that the hemagglutinating fractions (P15 and P35 from leaves) have mannose binding specificity and do not differentiate between blood types (ABO). P15 from the taioba leaf also showed an optimum pH between 7,5 and 7,9 and an optimum temperature of 37°C, being dependent on the magnesium ion. Using the resazurin-based cell viability assay, it was shown that the hemagglutinating fractions - from molecular exclusion - were cytotoxic in a dose-dependent manner (~ 0. 1 µg to 53 µg), 1 µg to 53 µg) for the cancerous cell lines of rat glioma (C6), human colon carcinoma (RKO) and primary malignant human ovarian adenocarcinoma (TOV-21G), except for the human glioblastoma tumor line (U373), reducing viability by up to 78%. Preliminary tests did not identify any antifungal activity for Trichoderma reesei. In this work, two hemagglutinating fractions with cytotoxic potential were partially purified, which represents the first steps towards their complete biochemical andfunctional characterization, as well as the exploration of their biotechnological potential.
dc.description.resumoLectinas são proteínas de ligação a carboidratos que aparecem em todos os domínios da vida e, devido à habilidade de se ligar especificamente e reversivelmente em carboidratos de glicoconjugados através de sítios/domínios específicos – sendo conhecidas como aglutininas – desempenham papel essencial em vários processos biológicos. O potencial antimicrobiano e antitumoral dessas proteínas têm sido explorado para o desenvolvimento de fármacos alternativos e/ou adjuvantes. A presença de lectinas em folhas e raízes de várias espécies vegetais tem sido descrita, as quais são associadas com respostas inflamatórias, capacidade antioxidante, antiproliferativa, efeitos pró-apoptóticos, dentre outros. Este trabalho teve como objetivo purificar e caracterizar bioquímica e funcionalmente frações hemaglutinantes – lectina(s) – de Xanthosoma sagittifolium (L.) – Taioba – uma Planta Alimentícia Não Convencional (PANC). O processo de purificação foi monitorado por ensaios de hemaglutinação e SDS-PAGE (presença de bandas com massa molecular entre 12-14 kDa – unidade monomérica de lectinas). Frações hemaglutinantes foram obtidas por precipitação salina sequenciada ((NH4)2SO4 15% e 35%) a partir do extrato proteico de folhas e raízes. A fração do extrato foliar precipitada com 15% foi selecionada para a continuidade do processo de purificação utilizando cromatografia de exclusão molecular em sistema HPLC a partir da qual se obteve duas frações hemaglutinantes parcialmente purificadas. O perfil proteico dessas frações apresentou bandas com massa molecular da unidade monomérica e seus múltiplos, sugerindo a formação de arranjos supramoleculares, característica comum de lectinas. Foi demonstrado que as frações obtidas após a precipitação salina do extrato foliar (P15F e P35F) apresentam atividade hemaglutinante com especificidade de ligação à manose e não diferencia os tipos sanguíneos (ABO). A atividade hemaglutinante de P15F se mostrou mais efetiva em pH ideal entre 7,5 e 7,9 e temperatura de 37°C, sendo dependente do íon magnésio. Utilizando o ensaio de viabilidade celular à base de resazurina, foi demonstrado que as frações hemaglutinantes – provenientes da exclusão molecular – foram citotóxicas de forma dose-dependente (~ 0,1 µg a 53 µg) para as linhagens cancerosas de glioma de rato (C6), carcinoma de cólon humano (RKO) e adenocarcinoma maligno primário de ovário humano (TOV-21G), com exceção da linhagem tumoral de glioblastoma humano (U373), reduzindo a viabilidade em até 78%. Ensaios preliminares não identificaram atividade antifúngica para Trichoderma reesei. Neste trabalho, duas frações hemaglutinantes com potencial citotóxico foram purificadas parcialmente, o que representa os primeiros passos para sua completa caracterização bioquímica e funcional como também a exploração do potencial biotecnológico.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19829
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Bioquímica
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Bioquímica
dc.rightsopen access
dc.subjectXanthosoma sagittigolium (L.) Schott,
dc.subjectPANC
dc.subjectAtividade antitumoral
dc.subject.cnpqFarmacologia Bioquímica e Molecular
dc.titlePurificação e caracterização de lectina(s) de Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott (taioba): hemaglutinina(s) com potencial efeito citotóxico
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