Plant Lectins with Insecticidal and Insectistatic Activities

Lectins are an important group of proteins which are spread in all kingdoms of life. Their most lighted characteristic is associated to their specific carbohydrate binding, although function has been not even identified. According to their carbohydrate specificity, several biological activities have been assessed, finding that lectins can be used as mitogenic agents, biomarkers, and cytotoxic and insecticide proteins. Lectins have been classified according to several features such as structure, source, and carbohydrate recognition. The Protein Research Group (PRG) has worked on Colombian seeds from the family of Fabaceae and Lamiaceae plants, isolating and characterizing their lectins, and found more than one lectin in some plants, indicating that according to its specificity, different lectins can have different biological activities. In the case of legume domain lectins, they have shown the biggest potential as insecticide or insectistatic agents due to the glycosylation pattern in insect midgut cells. This review attempts to identify the characteristics of plant legume lectin domains that determine their insecticidal and insectistatic activities

Introducción al análisis estructural de proteínas y glicoproteínas

ilustracionesLos seres vivos están conformados por gran diversidad de proteínas con diferentes características físicas, químicas, estructurales y funcionales. Para entender la función de una proteína se necesita conocer su secuencia y, mejor aún, su estructura tridimensional. Hoy en día es significativo el incremento en el número de secuencias reportadas, al igual que el aumento en la determinación del número de estructuras tridimensionales por métodos experimentales e in silico. Todo este conjunto de estudios ha sido de gran importancia en la formulación de los conceptos modernos de la bioquímica y ha permitido entender la relación que se da entre estructura y función de las proteínas, esto es una premisa fundamental que guía el quehacer bioquímico. En el presente texto brindamos una descripción general de algunos de los aspectos más relevantes sobre los componentes estructurales de proteínas y glicoproteínas, así como algunas técnicas que se han usado para estudiar cada uno de los niveles estructurales que se encuentran en ellas.Introducción -- Capítulo uno Estructura primaria de proteínas -- Requisitos para establecer la secuencia de una proteína -- Procesos de fragmentación de proteínas Métodos enzimáticos -- Mapeo peptídico -- Métodos químicos -- Fragmentación de la proteína -- Secuenciación de los péptidos -- Superposición de fragmentos -- Fuentes de error en la determinación de la estructura primaria -- Limitaciones de la determinación de la estructura primaria a partir de la secuencia de adn -- Referencias -- Capítulo dos Caracterización de proteínas por espectrometría de masas (ms)-- Ionización en modo electrospray (esi) -- Ionización/desorción láser asistida por matriz (Maldi) -- Analizador -- Otros analizadores -- Analizador de trampa iónica (it) -- Ciclotrón de resonancia de iones con transformada de Fourier (ft-icr) -- Orbitrap -- Determinación de la secuencia de proteínas por espectrometría de masas -- Fragmentación de la molécula -- Determinación de la secuencia N-terminal -- Cuantificación de proteínas en estudios de proteómica -- Utilidad de la espectrometría de masas como herramienta en el análisis de problemas relacionados con proteínas -- Identificación de nuevas variantes proteínas -- Evaluación del plegamiento de las proteínas -- Referencias -- Capítulo tres Consecuencias de la determinación de la estructura primaria de proteínas -- Proteínas que tienen la misma función y están en diferentes especies -- Proteínas que surgieron por la duplicación de un gen -- Proteínas con diferente función y localización relacionadas evolutivamente -- Referencias -- Estructura secundaria -- Capítulo cuatro -- Aspectos relevantes para la formación de estructuras secundarias -- El enlace peptídico -- Ángulos de torsión -- Estructuras secundarias -- Héliceα -- Estructuraβ -- Propensiones -- Girosβ -- Estructuras supersecundarias -- Conformación de α-hélice, estructuras β y cadenas laterales -- Estabilidad -- Determinación experimental de la estructura secundaria Dispersión óptica rotatoria (dor) -- Dicroísmo circular (dc) -- Comportamiento de macromoléculas -- Aplicaciones del dicroísmo circular (dc) -- Referencias -- Capítulo cinco Estructura terciaria -- Determinación experimental de la estructura terciaria -- Determinación de la estructura de proteínas por difracción de rayos X -- Resonancia magnética nuclear -- Microscopía crioelectrónica o criomicroscopía electrónica (Cryo-em) -- Referencias -- Capítulo seis Glicoproteínas y carbohidratos -- Diversidad estructural de los oligosacáridos -- Biosíntesis de oligosacáridos en las glicoproteínas -- Análisis estructural y funcional de glicanos -- Análisis de la glicosilación en glicoproteínas -- 1. ¿La proteína es glicosilada? -- 2. Caracterización de la glicosilación en la proteína intacta -- 3. Caracterización de los oligosacáridos -- Análisis de la estructura del oligosacárido --Métodos químicos -- Métodos enzimáticos -- Métodos enzimáticos para elucidar estructura primaria de oligosacáridos -- Estudios de glicosilación, funciones biológicas y posibles aplicaciones -- Patologías asociadas a glicoproteínas -- Referencias -- Bioinformática estructural: aplicaciones del modelamiento estructural de proteínas -- Predicción de estructura secundaria y terciaria de proteínas -- Métodos para predecir estructura secundaria de proteínas -- Predicción de estructura terciaria -- Metodología sugerida para generar modelos estructurales -- Capítulo siete modelamiento estructural de proteínas -- Aplicaciones -- Conclusiones -- Referenciasprimera edició

Production and purification of igy antibodies as a novel tool to purify the nr1 subunit of nmda recepto

Producing polyclonal antibodies (IgY) inchickens has advantages over those obtainedin other animal models, since theyhave been used as a tool for studyingdifferent proteins (NMDA glutamate receptorin our case, specifically the NR1subunit). We produced specific antibodiesagainst expression products by thealternative splicing of the gene encodingNMDA receptor NR1 subunit in adult ratbrain. Three peptides corresponding tothe splicing sites (N1, C1 and C2’ cassettes)were designed, synthesised and usedindividually as antigens in hens. Specificimmunoglobulins were purified fromyolks. The antibodies were then used forpurifying the NMDA receptor NR1 subunitusing affinity chromatography couplingthe three antibodies to the support.

Purificación parcial de péptidos presentes en el veneno del escorpión Tityus macrochirus (Buthidae) y evaluación preliminar de su actividad citotóxica

Introduction: Scorpion venom contains peptides with neurotoxic action primarily active on ion channels in the nervous system of insects and mammals. They are also characterized as cytolytic and anticancer, biological characteristics that have not yet been reported for the Tityus macrochirus venom.Objective: To assess if the total T. macrochirus venom and the fraction of partially purified peptides decrease the viability of various tumor-derived cell lines.Materials and methods: The scorpion venom was collected by electrical stimulation and, subsequently, subjected to chromatography, electrophoresis, and ultrafiltration with Amicon Ultra 0.5® membranes for the partial identification and purification of its peptides. The cytotoxic activity of the venom and the peptides fraction trials on tumor-derived cell lines were carried out by the MTT method.Results: The T. macrochirus scorpion venom has peptides with molecular weights ranging between 3 and 10 kDa. They were partially purified using the ultrafiltration technique, and assessed by the RP-HPLC method. Cytotoxicity trials with the whole T. macrochirus venom showed a higher viability decrease on the PC3 cell line compared to the other cell lines assessed, while the partially purified peptides decreased the HeLa cell line viability.Conclusion: Peptides in the T. macrochirus scorpion venom showed cytotoxic activity on some tumorderived cell lines. We observed some degree of selectivity against other cell lines assessed.Introducción. El veneno del escorpión posee péptidos con actividad neurotóxica que actúan principalmente en los canales iónicos del sistema nervioso de insectos y mamíferos. También se ha establecido su acción citolítica y anticancerígena, características biológicas que aún no se han explorado en el veneno del escorpión Tityus macrochirus.Objetivo. Evaluar si tanto el veneno total de T. macrochirus como la fracción de péptidos parcialmente purificados disminuyen el porcentaje de viabilidad de diferentes líneas celulares provenientes de tumores.Materiales y métodos. Mediante métodos cromatográficos, electroforéticos y de ultrafiltración con membranas de Amicon Ultra 0.5®, se identificaron y purificaron parcialmente los péptidos del veneno de T. macrochirus obtenido mediante estimulación eléctrica. Los ensayos de actividad citotóxica del veneno y de la fracción de péptidos se hicieron en líneas celulares provenientes de tumores con el método colorimétrico de reducción de la sal de tetrazolio (Mossman’s Tetrazole Test, MTT).Resultados. El veneno de T. macrochirus posee péptidos con pesos moleculares entre 3 y 10 kDa, los cuales se purificaron parcialmente mediante ultrafiltración y se evaluaron mediante cromatografía líquida de alta resolución en fase inversa (Reverse Phase-High Pressure Liquid Chromatography, RP-HPLC). Los ensayos de citotoxicidad del veneno total de T. macrochirus evidenciaron una mayor disminución de la viabilidad en la línea celular PC3 que en las demás líneas celulares evaluadas, en tanto que la fracción parcialmente purificada de péptidos logró disminuir la viabilidad de la línea celular HeLa.Conclusión. Los péptidos del veneno de T. macrochirus presentaron actividad citotóxica en algunas de las líneas celulares provenientes de tumores, y se observó algún grado de selectividad frente a ellas

Evaluación preliminar de actividad antibacteriana in vitro del veneno de escorpión Hadruroides charcasus (Karsch, 1879) contra Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus

Objetivo: Evaluar la actividad antibacteriana in vitro veneno de Hadruroides charcasus contra a Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. Material y métodos. Por estimulación eléctrica se obtuvo el veneno del escorpión H. charcasus y posteriormente fue cuantificado por el método de relación de absorbancias, [mg/mL]= (1,56 x Abs 280nm) – (0,76 x Abs 260nm). Se realizó electroforesis, en condiciones desnaturantes (PAGE-SDS), usando un gel del 10 % y 12 % de entrecruzamiento. A través del sistema Amicon® Ultra – 0.5, se hizo la concentración de las fracciones de proteínas y péptidos. Para evaluar la actividad antibacteriana se empleó cepas de P. aeruginosa y S. aureus, se hizo el método de microdilución en microplaca de 96 pozos para determinar la concentración mínima inhibitoria (CMI). Resultados. La fracción soluble del veneno total presentó una concentración de 2,26 mg/mL y por PAGE-SDS, se observaron bandas con un rango peso molecular entre 7,0 – 9,1 kDa. Se obtuvo una CMI de 0,07 mg/mL y de 0,565 mg/mL para P. aeruginosa y S. aureus una CMI de 0,035 mg/mL Conclusión. el veneno del escorpión H. charcasus mostró actividad antibacteriana, con una concentración mínima inhibitoria diferente para cepas tanto S. aureus como para P. aeruginosa

Gestión del conocimiento. Perspectiva multidisciplinaria. Volumen 10

El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 10, de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro es una publicación internacional, seriada, continua, arbitrada de acceso abierto a todas las áreas del conocimiento, que cuenta con el esfuerzo de investigadores de varios países del mundo, orientada a contribuir con procesos de gestión del conocimiento científico, tecnológico y humanístico que consoliden la transformación del conocimiento en diferentes escenarios, tanto organizacionales como universitarios, para el desarrollo de habilidades cognitivas del quehacer diario. La gestión del conocimiento es un camino para consolidar una plataforma en las empresas públicas o privadas, entidades educativas, organizaciones no gubernamentales, ya sea generando políticas para todas las jerarquías o un modelo de gestión para la administración, donde es fundamental articular el conocimiento, los trabajadores, directivos, el espacio de trabajo, hacia la creación de ambientes propicios para el desarrollo integral de las instituciones

Laboratorio principios de bioquímica

La mayor parte de las investigaciones bioquímicas requieren la purificación, al menos parcial, de las sustancias objeto de estudio. Esto requiere generalmente un gran esfuerzo, ya que una célula contiene miles de sustancias diferentes, la molécula que buscamos puede ser extremamente inestable o encontrarse a concentraciones muy bajas. Las proteínas son un grupo de biomoléculas caracterizadas por su variedad estructural y enorme diversidad de funciones biológicas. En las diferentes especies, las proteínas presentan ligeras variaciones estructurales a pesar de que desempeñen la misma función. Químicamente, pueden diferenciarse en: PROTEÍNAS SIMPLES PROTEÍNAS COMPLEJAS. (tomado d la fuente)laboratorio no.0 : Normas para trabajo en el laboratorio -- laboratorio no.1: fraccionamiento de tejidos en sus principales constituyentes: lipidos y proteinas -- laboratorio no. 2 cuantificación de ácido ascorbico -- laboratorio no. 3 determinación de la actividad de la catalasa -- laboratorio no. 4 proteínas -- Laboratorio no. 5. extracción y purificación de la favin

PRODUCTION AND PURIFICATION OF IgY ANTIBODIES AS A NOVEL TOOL TO PURIFY THE NR1 SUBUNIT OF NMDA RECEPTO

Producing polyclonal antibodies (IgY) inchickens has advantages over those obtainedin other animal models, since theyhave been used as a tool for studyingdifferent proteins (NMDA glutamate receptorin our case, specifically the NR1subunit). We produced specific antibodiesagainst expression products by thealternative splicing of the gene encodingNMDA receptor NR1 subunit in adult ratbrain. Three peptides corresponding tothe splicing sites (N1, C1 and C2’ cassettes)were designed, synthesised and usedindividually as antigens in hens. Specificimmunoglobulins were purified fromyolks. The antibodies were then used forpurifying the NMDA receptor NR1 subunitusing affinity chromatography couplingthe three antibodies to the support.R</div

Estudo computacional das relações evolutivas dos receptores ionotrópicos NMDA, AMPA e cainato em quatro espécies de primatas.

Objective. To identify the influence of changes on the secondary structure and evolutionary relationship of NMDA, AMPA and kainate receptors in Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus and Macaca mulatta. Materials and methods. We identified 91 sequences for NMDA, AMPA and kainate receptors and analyzed with software for predicting secondary structure, phosphorylation sites, multiple alignments, selection of protein evolution models and phylogenetic prediction. Results. We found that subunits GLUR5, NR2A, NR2C and NR3A showed structural changes in the C-terminal region and formation or loss of phosphorylation sites in this zone. Additionally the phylogenetic prediction suggests that the NMDA NR2 subunits are the closest to the ancestral node that gives rise to the other subunits. Conclusions. Changes in structure and phosphorylation sites in GLUR5, NR2A, NR2C and NR3A subunits suggest variations in the interaction of the C-terminal region with kinase proteins and with proteins with PDZ domains, which could affect the trafficking and anchoring of the subunits. On the other hand, the phylogenetic prediction suggests that the changes that occurred in the NR2 subunits gave rise to the other subunits of glutamate ionotropic receptors, primarily because the NMDA and particularly the NR2D subunits are the most closely related to the ancestral node that possibly gave rise to the iGluRs. Key words: glutamate ionotropic receptors, iGluRs, NMDA, NR1, NR2A, NR2C, NR3A, AMPA, GluR5.Objetivo.Identificar la influencia de los cambios respecto a la estructura secundaria y a la relación evolutiva de los receptores NMDA, AMPA Y KAINATO en las especies Homo sapiens,Pan troglodytes, Pongo pygmaeus, y Macaca mulata. Materiales y Métodos. Se recopilaron 91 secuencias correspondientes a los receptores NMDA, AMPA y Kainato y se sometieron a los programas de predicción de estructura secundaria, sitios de fosforilación, alineamientos múltiples, selección del modelo de evolución y predicción filogenética. Resultados.Se encontróque las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A presentaron cambios de estructura en la región C-terminal y aparición o pérdida de sitios de fosforilación en esta zona. Adicionalmente la predicción filogenética nos propone que las subunidades NR2 de NMDA son las más cercanas al nodo ancestral que da origen a los demás subunidades. Conclusiones. Los cambios de estructura y sitios de fosforilación en las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A nos sugieren variaciones en la interacciónde la región C-terminal con proteínas quinasas y con proteínas con dominios PDZ lo cual podría afectar el tráfico y anclaje de las subunidades.Por otra parte la predicción filogenética nos propone que los cambios que se presentaron en las subunidades NR2 dieron origen a las demás subunidades de los receptores ionotrópicos de glutamato, básicamente porque son las subunidades de NMDA y en particular NR2D las que se encuentran más estrechamente relacionadas con el nodo ancestral que posiblemente dio origen a los iGluRs.Palabras clave: receptores ionotrópicos de glutamato, iGluRs, NMDA, NR1, NR2A NR2C, NR3A, AMPA, GluR5.Objetivo. Identificar a influência das mudanças da estrutura secundária e da relação evolutiva dos receptores NMDA, AMPA e cainato nas espécies Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus e Macaca mulatta. Materiais e métodos. Foram recopiladas 91 seqüências correspondentes aos receptores NMDA, AMPA e cainato e foram submetidos a programas de predição de estrutura secundária, sítios de fosforilação, alinhamentos múltiplos, seleção do modelo de evolução e predição da filogenia. Resultados. Descobrimos que as subunidades GLUR5, NR2A, NR2C e NR3A apresentaram alterações estruturais na região C-terminal e aparecimento ou perda de sítios de fosforilação nesta área. Além disso, a predição filogenética sugere ainda que as subunidades NR2 de NMDA são as mais próximas ao nó ancestral que dá origem às demais subunidades. Conclusões. As mudanças na estrutura e nos sítios de fosforilação nas subunidades GLUR5, NR2A, NR2C e NR3A sugerem variações na interação da região C-terminal com proteínas quinase e com proteínas de domínios PDZ que poderia afetar o tráfego e fixação das subunidades. Além disso, a predição filogenética sugere que as mudanças ocorridas nas subunidades NR2 deram origem às outras subunidades de receptores ionotrópicos de glutamato, principalmente porque são subunidade NMDA e particularmente NR2D aquelas que são mais estreitamente relacionadas com o nó ancestral que provavelmente deu origem aos iGluRs. Palavras-chave: receptores ionotrópicos de glutamato, iGluRs, NMDA, NR1, NR2A NR2C, NR3A, AMPA, GluR5

Estudio computacional de las relaciones evolutivas de los receptores ionotrópicos NMDA, AMPA y kainato en cuatro especies de primates

Computational study of the evolutionary relationships of the ionotropic receptors NMDA, AMPA and kainate in four species ofprimates. Objective. To identify the influence of changes on the secondary structure and evolutionary relationship of NMDA, AMPA andkainate receptors in Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus and Macaca mulatta. Materials and methods. We identified 91sequences for NMDA, AMPA and kainate receptors and analyzed with software for predicting secondary structure, phosphorylation sites,multiple alignments, selection of protein evolution models and phylogenetic prediction. Results. We found that subunits GLUR5, NR2A,NR2C and NR3A showed structural changes in the C-terminal region and formation or loss of phosphorylation sites in this zone.Additionally the phylogenetic prediction suggests that the NMDA NR2 subunits are the closest to the ancestral node that gives rise to theother subunits. Conclusions. Changes in structure and phosphorylation sites in GLUR5, NR2A, NR2C and NR3A subunits suggestvariations in the interaction of the C-terminal region with kinase proteins and with proteins with PDZ domains, which could affect thetrafficking and anchoring of the subunits. On the other hand, the phylogenetic prediction suggests that the changes that occurred in the NR2subunits gave rise to the other subunits of glutamate ionotropic receptors, primarily because the NMDA and particularly the NR2D subunitsare the most closely related to the ancestral node that possibly gave rise to the iGluRs