Vasodilatação mediada pela lectina de Dioclea rostrata em artérias de condutância e resistência: mecanismos e predições de ligação com glicoconjugados

dc.contributor.advisor1Santos, Leonardo dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4340-6364
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4132087001362623
dc.contributor.authorNascimento, Tatiani Botelho
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6910377384442062
dc.contributor.referee1Meyrelles, Silvana dos Santos
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0167-4093
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7731215198101947
dc.contributor.referee2Meira, Fabiana Dayse Magalhães Siman
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9186-2201
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9468453605243748
dc.contributor.referee3Nascimento, Kyria Santiago do
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2220-4552
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4999713109630711
dc.contributor.referee4Figueiredo, Suely Gomes de
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000253638329
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5470652664331084
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:31Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:31Z
dc.date.issued2021-07-20
dc.description.abstractLectins are proteins found in many organisms, from microorganisms such as viruses and bacteria to animals and plants, and have the ability to specifically and reversibly bind carbohydrates through the carbohydrate recognition domain (CDR). Lectins found in legume seeds have several effects that include anti-inflammatory, nociceptive, antiproliferative, antimicrobial and antitumor actions. A previous study has demonstrated that the lectin isolated from the legume Dioclea rostrata (DRL) has a vasodilator effect in rat aorta. The aim of this study was to test whether DRL-induced vasorelaxation pathways may vary among diferent types of arteries, and to identify possible molecular interactions involved. Rat thoracic aorta, resistance mesenteric and coronary arteries were tested "in vitro" with cumulative DRL curves (0.01-100 µg/mL). Also, the possible interactions of DRL with glycans or glycoproteins present in the cell membrane were tested by “in silico” molecular docking study. In vascular reactivity studies, L-NAME, indomethacin and high KCl were used to assess the nitric oxide (NO), cyclooxygenase (COX) and hyperpolarization dependent effects. Our results indicated that DRL promotes relaxation of all vessels through different mechanisms. The inhibition of NO release with L-NAME attenuated the DRL effects only in the aorta and resistance mesenteric artery, but not in the coronary artery. When using the depolarizing solution (KCl), DRL-mediated vasodilation was inhibited in all arteries, but with smaller effect in the coronary arteries. Although incubation with indomethacin significantly reduced the relaxation of DRL in mesenteric and coronary arteries, indicating a role for COX-derived factors, no effect was found in the aortic segments. Interestingly, the DRL-mediated effect on the resistance mesenteric artery was biphasic (relaxation followed by contraction), with the final effect probably mediated by the release of COX-derived constrictor prostanoids. The molecular docking assays suggested interactions between DRL and heparan sulfate, CD31 (PECAM-1) and several other biologically relevant glycans present on the membrane surface and endothelial glycocalyx. These data indicate that the mechanisms involved in DRLmediated vasodilation vary between conductance and resistance arteries from different origins, and these effects may be related to the ability of DRL to bind a diversity of glycans, especially heparan sulfate and PECAM-1, two proposed mechanoreceptors involved in the activation of NO synthase and COX in the vascular endothelium.
dc.description.resumoLectinas são proteínas encontradas em vários organismos, desde microrganismos como vírus e bactérias até em animais e plantas, e possuem a capacidade de ligar a carboidratos de forma especifica e reversível através do domínio de reconhecimento de carboidratos (DRC). Lectinas encontradas em sementes de leguminosas possuem diversos efeitos que incluem ação anti-inflamatória, nociceptiva, antiproliferativa, antimicrobiana e antitumoral. Estudo prévio demonstrou que a lectina isolada da leguminosa Dioclea rostrata (DRL) possui efeito vasodilatador em aorta de ratos. O objetivo desse estudo foi avaliar se as vias de relaxamento induzido por DRL se alternam entre diferentes tipos de artéria, e identificar possíveis interações moleculares envolvidas. Aorta torácica de rato, artéria mesentérica de resistência e artéria coronária foram testadas "in vitro" com curvas cumulativas de DRL (0,01−100 µg/mL). Além disso, também foram testadas as possíveis interações da DRL com glicanos ou glicoproteínas presentes na membrana celular por meio de estudos “in sílico” de ancoragem molecular. Nos estudos de reatividade, L-NAME, indometacina e KCl alto foram usados para avaliar os efeitos dependentes de óxido nítrico (NO), da ciclooxigenase (COX) e da hiperpolarização. A DRL promoveu relaxamento de todos os vasos através de diferentes mecanismos. Enquanto a inibição da síntese de NO com L-NAME atenuou os efeitos induzidos pela DRL apenas na aorta e na artéria de mesentérica de resistência, nenhum efeito significativo foi identificado na artéria coronária. Ao usar a solução despolarizante (KCl), a vasodilatação mediada pela DRL foi inibida em todas as artérias, porém com menor efeito nas artérias coronárias. Enquanto a incubação com indometacina reduziu significativamente o relaxamento, indicando papel para os fatores derivados da ciclooxigenase nos efeitos da DRL nas artérias mesentéricas e coronárias, nenhum efeito foi notado nos segmentos de aorta. De maneira interessante, o efeito mediado pela DRL na artéria mesentérica de resistência é bifásico (relaxamento seguido de contração), sendo o efeito final provavelmente mediado pela liberação de prostanóides constritores derivados da COX. Os resultados de docking molecular sugeriram interações entre DRL e heparan sulfato, CD31 (PECAM-1) e vários outros glicanos biologicamente relevantes presentes na superfície da membrana e glicocálice do endotélio. Esses dados indicam que os mecanismos envolvidos na vasodilatação mediada por DRL variam entre artérias de condutância e resistência de diferentes origens, e esses efeitos poderiam estar relacionados à capacidade do DRL de ligar uma diversidade de glicanos, especialmente heparan sulfato e PECAM-1 (CD31), dois mecanorreceptores propostos para ativação da NO sintase e da ciclooxigenase no endotélio vascular.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14769
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Ciências Fisiológicas
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
dc.rightsopen access
dc.subjectLectinas
dc.subjectendotélio
dc.subjectartérias
dc.subjectartéria de resistência
dc.subjectvasodilatação
dc.subjectglicanos
dc.subjectmolecular docking
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFisiologia
dc.titleVasodilatação mediada pela lectina de Dioclea rostrata em artérias de condutância e resistência: mecanismos e predições de ligação com glicoconjugados
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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