Relação estrutura-atividade da galanina e de alguns de seus análogos
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Data
2009-04-29
Autores
Marra, Marcus [UNIFESP]
Orientadores
Miranda, Antonio de [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Galanin (Gal1-29-NH2) is a 29-amino-acid neuropeptide (GWTLNSAKGLLGPHAID NHRSFHDKYGLA-NH2) which was originally isolated from the porcine gut. Gal1-29-NH2 has been involved in multiple physiological functions including central cardio-vascular control, feeding, insulin release, lactation, gut contractility, and growth and has effects on central functions, learning, and memory and in rodent models of depression. Our goal is to investigate the SAR of a series of Gal-related fragments of restricted conformation by the insertion of different sizes, quirality and positions of lactam bridges. Peptides were synthesized by SPPS, purified by HPLC, and characterized by LC/MS and AAA. The biological activities were determined in jejunum and colon of Wistar rats of both sexes. Conformational studies were performed by CD spectroscopy in different environments. Gal1-16-NH2 and Cyclo(4/8)[Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 were equipotent to Gal1-29-NH2. Cyclo(4/8)[Glu4, Lys8]-Gal1-16-NH2 and Gal1-15-NH2 showed 50% of relative potency in comparison to Gal1-29-NH2. Cyclo(4/8)-[Asp4, Dap8]-Gal1-16-NH2 e Cyclo(4/8)-[Asp4, Orn8]-Gal1-16-NH2 were practically inactive. Cyclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 showed to be the most potent compound describe so far in the literature. We also have scanned the whole gal sequence with an [i-(i + 4)] bridge consisting of the DAsp-X-Y-Z-Lys scaffold. All analogues were less potent than Gal1-16-NH2. The replacement of the lactam bridge by disulfide bridge was also assessed and showed that the lactam bridge favors the stabilization of the helical structure of the molecule in the presence of SDS. This result was confirmed by testing the linear analogue [D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 that showed to be almost inactive in comparison to its corresponding cyclic analogue Cyclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2. In summary, the analysis of the biological activities results added to the structural analysis by circular dichroism, showed that the lactam bridge-head formed by residues of D-Asp in position four and L-Lys at position eight, provided the stabilization of the helical structure and better recognition by cell receptors presents in jejunal tube in rats. The increase or decrease the size of the lactam bridge or it’s replacement by disulfide bridge, destabilized the structure, and consequently inhibits its recognition by the cell receptors, causing a decrease in the biological activities.
A galanina (Gal1-29-NH2) é um neuropeptídeo isolado a partir do intestino delgado de suínos. A Gal1-29-NH2 está envolvida em inúmeras funções fisiológicas entre elas o controle cardiovascular, a alimentação, a liberação da insulina, a lactação, a contração do intestino, o crescimento e seus efeitos no sistema nervoso central, o aprendizado como também em alguns tipos de depressão. Nosso objetivo é investigar a relação estruturaatividade de uma série de fragmentos da galanina de conformação restrita pela inserção de pontes de lactama de diferentes tamanhos, quiralidade e posições ao longo da cadeia peptídica. Os peptídeos foram sintetizados pelo método da síntese de peptídeos em fase sólida, purificados por cromatografia líquida de fase reversa e caracterizados por espectrometria de massas e análise de aminoácidos. As atividades biológicas foram determinadas em jejuno e cólon de ratos Wistar de ambos os sexos. Estudos conformacionais foram desenvolvidos em diferentes meios por dicroísmo circular. Os resultados das atividades biológicas mostraram que a Gal1-16-NH2 e a Ciclo(4/8)[Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 foram equipotentes a Gal1-29-NH2. Já os peptídeos Gal1-15-NH2 e Ciclo(4/8)[Glu4, Lys8]-Gal1-16-NH2 apresentaram potencias relativas de 50% quando comparados com a Gal1-29-NH2. Ciclo(4/8)-[Asp4, Dap8]-Gal1-16-NH2 e Ciclo(4/8)-[Asp4, Orn8]-Gal1-16-NH2 foram praticamente inativos. O Ciclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 mostrou ser o mais potente peptídeo da série com uma potencia de 114% em relação ao padrão. Foi feita também a varredura da sequência peptídica com a ponte de lactama no formato [i-(i + 4)] usando o formato DAsp-X-Y-Z-Lys. Todos os análogos mostraram-se menos potentes que a Gal1-16-NH2. A substituição da ponte de lactama por ponte de dissulfeto, inserida com o objetivo de promover uma maior flexibilização da restrição conformacional da molécula, também foi avaliada e mostrou que a ponte de lactama favorece a estabilização da estrutura helicoidal da molécula quando na presença de SDS. Este resultado também foi confirmado ao se testar o análogo linear [D-Asp4, Lys8]-Gal1- 16-NH2 que quando comparado com o ciclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 foi praticante inativo. Em resumo, as análises dos resultados das atividades biológicas somadas aos das analises estruturais por dicroísmo circular, mostraram que a ponte de lactama composta pelos resíduos de D-Asp na posição quatro e de L-Lys na posição oito, proporcionaram uma estabilização da estrutura helicoidal e um melhor reconhecimento pelos receptores celulares presentes em tubo jejunal de ratos Wistar. O aumento ou a diminuição do tamanho da ponte de lactama ou a sua substituição pela ponte de dissulfeto, desestabilizaram a estrutura, e consequentemente prejudicaram o reconhecimento pelo receptor celular, causando uma queda nas atividades biológicas.
A galanina (Gal1-29-NH2) é um neuropeptídeo isolado a partir do intestino delgado de suínos. A Gal1-29-NH2 está envolvida em inúmeras funções fisiológicas entre elas o controle cardiovascular, a alimentação, a liberação da insulina, a lactação, a contração do intestino, o crescimento e seus efeitos no sistema nervoso central, o aprendizado como também em alguns tipos de depressão. Nosso objetivo é investigar a relação estruturaatividade de uma série de fragmentos da galanina de conformação restrita pela inserção de pontes de lactama de diferentes tamanhos, quiralidade e posições ao longo da cadeia peptídica. Os peptídeos foram sintetizados pelo método da síntese de peptídeos em fase sólida, purificados por cromatografia líquida de fase reversa e caracterizados por espectrometria de massas e análise de aminoácidos. As atividades biológicas foram determinadas em jejuno e cólon de ratos Wistar de ambos os sexos. Estudos conformacionais foram desenvolvidos em diferentes meios por dicroísmo circular. Os resultados das atividades biológicas mostraram que a Gal1-16-NH2 e a Ciclo(4/8)[Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 foram equipotentes a Gal1-29-NH2. Já os peptídeos Gal1-15-NH2 e Ciclo(4/8)[Glu4, Lys8]-Gal1-16-NH2 apresentaram potencias relativas de 50% quando comparados com a Gal1-29-NH2. Ciclo(4/8)-[Asp4, Dap8]-Gal1-16-NH2 e Ciclo(4/8)-[Asp4, Orn8]-Gal1-16-NH2 foram praticamente inativos. O Ciclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 mostrou ser o mais potente peptídeo da série com uma potencia de 114% em relação ao padrão. Foi feita também a varredura da sequência peptídica com a ponte de lactama no formato [i-(i + 4)] usando o formato DAsp-X-Y-Z-Lys. Todos os análogos mostraram-se menos potentes que a Gal1-16-NH2. A substituição da ponte de lactama por ponte de dissulfeto, inserida com o objetivo de promover uma maior flexibilização da restrição conformacional da molécula, também foi avaliada e mostrou que a ponte de lactama favorece a estabilização da estrutura helicoidal da molécula quando na presença de SDS. Este resultado também foi confirmado ao se testar o análogo linear [D-Asp4, Lys8]-Gal1- 16-NH2 que quando comparado com o ciclo(4/8)[D-Asp4, Lys8]-Gal1-16-NH2 foi praticante inativo. Em resumo, as análises dos resultados das atividades biológicas somadas aos das analises estruturais por dicroísmo circular, mostraram que a ponte de lactama composta pelos resíduos de D-Asp na posição quatro e de L-Lys na posição oito, proporcionaram uma estabilização da estrutura helicoidal e um melhor reconhecimento pelos receptores celulares presentes em tubo jejunal de ratos Wistar. O aumento ou a diminuição do tamanho da ponte de lactama ou a sua substituição pela ponte de dissulfeto, desestabilizaram a estrutura, e consequentemente prejudicaram o reconhecimento pelo receptor celular, causando uma queda nas atividades biológicas.
Descrição
Citação
MARRA, Marcus. Relação estrutura-atividade da galanina e de alguns de seus análogos. 2009. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2009.