Caracterização Estrutural in silico dos Receptores Nucleares de Crassostrea gigas (Thunberg, 1793): Interações com Xenobióticos Estradiol e Tamoxifeno

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Biologia.Compostos contaminantes, como fármacos e hormônios produzidos por humanos, são encontrados em ambientes aquáticos e possuem potencial de interagir com componentes dos seres vivos que habitam esses locais contaminados. A superfamília dos receptores nucleares, devido a características estruturais de ligação com moléculas que inibem ou induzem a transcrição de genes, são frequentes alvos desses compostos xenobióticos. O presente trabalho busca entender a relação entre os receptores nucleares da ostra do Pacífico (Crassostrea gigas), uma espécie filtradora séssil sujeita a mudanças ambientais e exposição a contaminantes, com ligantes xenobióticos que possam interagir com seus sítios de ligação e modular a expressão de genes. Por se tratarem de muitos compostos xenobióticos introduzidos no ambiente e muitos organismos para estudo, análises in vivo são dificultadas e a utilização de metodologias in silico podem verificar muitas interações possíveis entre xenobióticos e seres vivos. Para entender os mecanismos de interação destes receptores foi feita uma análise da superfamília de receptores nucleares de C.gigas. Nossos resultados mostram que a partir de modelagem 3D e caracterização de cavidade do sítio de ligação é possível prever características estruturais para proteínas e selecionar candidatos a interagirem com compostos de interesse em organismos invertebrados não modelo. Através de técnicas docking molecular demonstramos interações favoráveis de três receptores nucleares da ostra do Pacífico, NR1P2, NR2E1 e NR2E5 com xenobióticos estradiol e tamoxifeno.Contaminant compounds, such as human-produced drugs and hormones, are found in aquatic environments with the potential to interact with living beings components that inhabit these contaminated sites. The nuclear receptor superfamily, due to structural binding characteristics with molecules that inhibit or induce gene transcription, is a frequent target of such xenobiotic compounds. The present work aims to understand the relation between Pacific oyster (Crassostrea gigas) nuclear receptors, a protein superfamily from a filter-feeding sessile species submitted to environmental changes and exposure to contaminants, with xenobiotic ligands that can interact with their binding sites and modulate gene expression. Since many xenobiotic compounds are introduced into the environment which also have many organisms to study, in vivo analysis may be difficult and the use of in silico approaches are able to evaluate the potential interactions between xenobiotics and living beings. In order to understand the mechanisms of these receptors, a C.gigas nuclear receptor superfamily analysis was performed. Our data showed that through 3D protein modeling and binding site cavity characterization was possible to predict structural characteristics of the nuclear receptors and also select candidates to interact with target compounds using a non-model invertebrate organism. Through molecular docking technique we demonstrate favorable interactions of three Pacific oyster nuclear receptors, NR1P2, NR2E1 and NR2E5 with xenobiotics estradiol and tamoxifen

Diversidade estrutural da superfamília de receptores nucleares da ostra do pacífico: análise in silico de candidatos à ligação com estradiol

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2022.A crescente presença de contaminantes de origem antrópica em ambientes aquáticos representa desafios para as espécies que habitam locais contaminados. A superfamília dos receptores nucleares de animais, devido às características estruturais de ligação com ligantes que inibem ou induzem a transcrição de genes, são frequentes alvos de compostos xenobióticos. O presente trabalho busca entender o potencial de interação entre o hormônio estradiol, enquanto contaminante ambiental, e os receptores nucleares de Crassostrea gigas, a ostra do Pacífico, uma espécie filtradora e séssil, sujeita a mudanças ambientais e exposição a contaminantes. Na ostra do Pacífico, o receptor nuclear homólogo ao receptor de estrógeno de vertebrados não é capaz de ligar ao hormônio estradiol como ocorre em vertebrados. Possivelmente, outro receptor apresenta capacidade de responder a moléculas semelhantes ao estrógeno e derivados. A união de metodologias in silico de alto desempenho, como modelagem tridimensional, atracamento molecular e dinâmicas moleculares atomísticas foram empregadas para a identificação de candidatos de ligação provável com a molécula de interesse. Através dessa perspectiva, foi possível prever características estruturais para a superfamília de receptores nucleares da ostra do Pacífico e selecionar candidatos de interação com o contaminante desregulador endócrino de interesse, em um organismo invertebrado não modelo. Candidatos de interação muito favorável com a molécula de interesse, dentre a superfamília de receptores nucleares de C. gigas, foram encontrados em nossa abordagem, pertencentes aos grupos de receptores nucleares NR1D, NR1P, NR2E e NR0B. A aplicação dessa estratégia metodológica computacional demonstrou alto desempenho na triagem virtual de candidatos à ligação com a molécula xenobiótica de interesse, podendo ser empregada em outros estudos na área da Ecotoxicologia.Abstract: The increasing presence of anthropogenic contaminants in aquatic environments poses challenges for species inhabiting contaminated sites. The nuclear receptor superfamily, due to the structural characteristics of binding to ligands that inhibit or activate gene transcription, are frequent targets of xenobiotic compounds. The present work aims to understand the potential interaction between the hormone estradiol, as an environmental contaminant, and the nuclear receptors of Crassostrea gigas, the Pacific oyster, a filter-feeding, sessile oyster species subject to environmental changes and exposure to contaminants. In the Pacific oyster, the nuclear receptor homologous to the vertebrate estrogen receptor is not able to bind to estradiol, as it does in vertebrates. Possibly, another receptor exhibits responsiveness to estrogen-like molecules and derivatives. The combination of high-performance in silico methodologies, such as three-dimensional modeling, molecular docking and atomistic molecular dynamics were employed to identify potential binding candidates with the target molecule. Through this perspective, it was possible to predict structural features for the nuclear receptor superfamily of the Pacific oyster and to select interaction candidates with the endocrine disrupting contaminant of interest in a non-model invertebrate organism. Candidates of most favorable interaction with the molecule of interest, among the C. gigas nuclear receptor superfamily, were found in our approach belonging to the NR1D, NR1P, NR2E and NR0B nuclear receptor groups. The application of this computational methodological strategy demonstrated high performance in the virtual screening of candidates for binding with the target xenobiotic molecule, and can be employed in other studies in the field of Ecotoxicology

Sporum: Dispersando curiosidades científicas

Este livro reúne catorze histórias que nos convidam a entrar em diferentes mundos da ciência, tecnologia, cultura e educação e conhecê-los um pouquinho mais de perto. Esses catorze capítulos são independentes entre si e você pode explorá-los na ordem e tempo que achar mais interessante. Organizamos este livro de forma que capítulos com assuntos mais relacionados estejam mais próximos uns aos outros, mas nenhum deles requer a leitura de um anterior para seu entendimento.Este é o segundo livro do subprojeto Sporum que faz parte do PET Biologia da UFSC. Este livro teve um escopo mais amplo que o primeiro por tratar não só de suriosidades biológicas e sim de várias outras áreas. Desta vez, docentes dos centros de toda a UFSC foram convidados a participar. Sempre pensando em criar pontes com a comunidade, nossas intenções são prestar contas à sociedade do que se tem feito na universidade. Chegamos, então, a esta instigante mistura de relatos dos mais diversos que você tem em mãos, envolvendo desde neurociência até robótica móvel e alimentação saudável. Tem capítulos sobre comunidades tradicionais, energia solar, Teoria da percepção e até cultura em sociedades não humanas. Boa leitura!SESU/MEC-FND

Emergence of Two Distinct SARS-CoV-2 Gamma Variants and the Rapid Spread of P.1-like-II SARS-CoV-2 during the Second Wave of COVID-19 in Santa Catarina, Southern Brazil

The western mesoregion of the state of Santa Catarina (SC), Southern Brazil, was heavily affected as a whole by the COVID-19 pandemic in early 2021. This study aimed to evaluate the dynamics of the SARS-CoV-2 virus spreading patterns in the SC state from March 2020 to April 2021 using genomic surveillance. During this period, there were 23 distinct variants, including Beta and Gamma, among which the Gamma and related lineages were predominant in the second pandemic wave within SC. A regionalization of P.1-like-II in the Western SC region was observed, concomitant to the increase in cases, mortality, and the case fatality rate (CFR) index. This is the first evidence of the regionalization of the SARS-CoV-2 transmission in SC and it highlights the importance of tracking the variants, dispersion, and impact of SARS-CoV-2 on the public health systems