On the temperature stability of extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus, at different oxidation states: SAXS and DLS studies

Carvalho, José Wilson Pires; Santiago, Patrícia S.; Batista, Tatiana; Salmon, Carlos Ernesto Garrido; Barbosa, Leandro R.S.; Itri, Rosângela; Tabak, Marcel

doi:10.1016/j.bpc.2012.02.004

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“…As curvas de SAXS da HbGp na ausência e presença de SDS foram analisadas usando o programa GNOM desenvolvido por Svergun [32][33][34][35], para a obtenção dos parâmetros estruturais raio de giro (R g ), dimensão máxima (D max ) e I(0) da proteína em solução.…”

Section: Análises Dos Dados De Saxsunclassified

“…Essa análise quantitativa foi realizada usando uma combinação linear das curvas de distribuição p(r) teóricas para a estrutura íntegra e das diferentes subunidades (fragmentos) da estrutura cristalográfica da hemoglobina ortóloga HbLt [33]. A estrutura cristalográfica da HbLt está disponível no PDB (Protein Data Bank) com código 2GTL [8].…”

Section: Análises Dos Dados De Saxsunclassified

“…13D). O menor valor de <D h > min obtido no pH 8,0 foi de 25 nm (Tabela 3), um valor que é bem maior do que o observado para a oxi-HbGp na forma dissociada em estudos anteriores [14,33].…”

Section: Efeito Da Concentração De Proteína Na Estabilidade Térmica Dunclassified

“…15B). (Fig.15F), e o perfil da curva é consistente com a presença de subunidades dissociada em solução [19,33,58,59]. …”

Section: Cianometa-hbgpunclassified

“…Como descrito anteriomente na seção 3.3.4 na descrição de materiais e métodos, o programa GNOM foi usado para a obtenção da função de distribuição de distâncias p(r), a partir das curvas experimentais de SAXS da HbGp, assim como dos diferentes fragmentos (subunidades) da estrutura cristalográfica da HbLt, usando as curvas teóricas correspondentes geradas pelo programa CRYSOL [33,34,35]. As curvas de função de distribuição p(r) obtidas dos dados experimentais foram ajustadas usando uma combinação linear das funções p(r) teóricas correspondentes à HbLt íntegra e aos seus diferentes fragmentos obtidos da estrutura cristalográfica.…”

Section: Análises Da Dissociação Oligomérica Da Oxi- Meta-e Cianometunclassified

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Estudo da estabilidade térmica da hemoglobina extracelular gigante de Glossoscolex paulistus (HbGp): efeitos do estado de oxidação do ferro do grupo heme, pH e presença de surfactante

Carvalho¹

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AgradecimentosAgradeço! Aos meus pais Maria Gorete Pires Carvalho e José de Ribamar Gomes Carvalho e a minha esposa Sumária Sousa e Silva pela dedicação, carinho, motivação nas horas mais difíceis, sem eles não teria forças para seguir essa jornada; Ao Professor Marcel Tabak por sua orientação e pelos laços de amizade e respeito que se formaram nesta convivência e também pela oportunidade de poder desenvolver esse trabalho;A Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela bolsa de doutorado;Aos meus irmãos Genilson, Genilda e Gesilda pelo apoio, carinho e afeto que temos e pelas palavras amigas;Às minhas tias Eva (segunda mãe), Maria da Guia e Raimunda Teresa e os primos (as) Rita de Kássia, Karla Karolina, Raiza, Rairone, Railson, Amanda e Constância pelo apoio e carinho que sempre me motiva; Aos meus amigos de laboratório Adriano, Fernanda, Ana Eliza, Diógenes e Ezer Biazin, pelo apoio moral e pela contribuição direta e indireta na minha formação e neste trabalho. Obrigado em especial a vocês Adriano e Ezer Biazin; Aos meus amigos Orlando, Ana Célia, Adriane, Washington, Alexandre, Tairo, Adriana, Elenice, Jairo e Edvan pelas discussões bem humoradas e pela amizade; Aos professores Dr.(a) (s) Leandro R. S. Barbosa (IF-USP), Rosângela Itri (IF-USP), Patríca S. Santiago (UNESP-Registro), Carlos Ernesto Garrido Salmon (USP-Riberão Preto) e Tatiana Batista (UEL-PR) pelas discussões e colaborações durante meu curso de doutorado, que foi muito importante para minha formação; Ao Ezér Biazin, técnico do laboratório, por toda ajuda na parte instrumental e que sem nenhuma dúvida foi muito importante para o bom desenvolvimento deste trabalho e pela amizade que se construiu nestes cinco anos; A Andressa Patrícia Alves Pinto, técnica do laboratório de biofísica do IFSC por toda ajuda nos experimentos de CD que foi muito importante para o bom desenvolvimento deste trabalho; Ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em especial ao Dr. Mateus Cardoso, coordenador da linha SAXS2, pelo auxílio na realização das medidas de SAXS;Ao pessoal da pós-graduação, Sílvia, Andréia e Gustavo, por toda a atenção, carinho e pelos bons serviços prestados;A dona Suely e seu José de Ribamar pelos conselhos e apoio nos momentos difíceis.

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Section: Análises Dos Dados De Saxsunclassified

“…13D). O menor valor de <D h > min obtido no pH 8,0 foi de 25 nm (Tabela 3), um valor que é bem maior do que o observado para a oxi-HbGp na forma dissociada em estudos anteriores [14,33].…”

Section: Efeito Da Concentração De Proteína Na Estabilidade Térmica Dunclassified

“…15B). (Fig.15F), e o perfil da curva é consistente com a presença de subunidades dissociada em solução [19,33,58,59]. …”

Section: Cianometa-hbgpunclassified

Section: Análises Da Dissociação Oligomérica Da Oxi- Meta-e Cianometunclassified

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Estudo da estabilidade térmica da hemoglobina extracelular gigante de Glossoscolex paulistus (HbGp): efeitos do estado de oxidação do ferro do grupo heme, pH e presença de surfactante

Carvalho¹

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Direct comparison of oligochaete erythrocruorins as potential blood substitutes

Zimmerman

DiIusto

Dienes

et al. 2017

Bioengineering & Transla Med

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While many blood substitutes are based on mammalian hemoglobins (e.g., human hemoglobin, HbA), the naturally extracellular hemoglobins of invertebrates (a.k.a. erythrocruorins, Ecs) are intriguing alternative oxygen carriers. Specifically, the erythrocruorin of Lumbricus terrestris has been shown to effectively deliver oxygen in mice and rats without the negative side effects observed with HbA. In this study, the properties of six oligochaete Ecs (Lumbricus terrestris, Eisenia hortensis, Eisenia fetida, Eisenia veneta, Eudrilus eugeniae, and Amynthas gracilis) were compared in vitro to identify the most promising blood substitute candidate(s). Several metrics were used to compare the Ecs, including their oxidation rates, dissociation at physiological pH, thermal stability, and oxygen transport characteristics. Overall, the Ecs of Lumbricus terrestris (LtEc) and Eisenia fetida (EfEc) were identified as promising candidates, since they demonstrated high thermal and oligomeric stability, while also exhibiting relatively low oxidation rates. Interestingly, the O2 affinity of LtEc (P 50 = 26.25 mmHg at 37 °C) was also observed to be uniquely lower than EfEc and all of the other Ecs (P 50 = 9.29–13.62 mmHg). Subsequent alignment of the primary sequences of LtEc and EfEc revealed several significant amino acid substitutions within the D subunit interfaces that may be responsible for this significant change in O2 affinity. Nonetheless, these results show that LtEc and EfEc are promising potential blood substitutes that are resistant to oxidation and denaturation, but additional experiments will need to be conducted to determine their safety, efficacy, and the effects of their disparate oxygen affinities in vivo.

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Glutaraldehyde cross‐linking increases the stability of Lumbricus terrestris erythrocruorin

Rajesh

Zimmerman

Spivack

et al. 2017

Biotechnology Progress

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Since donated red blood cells must be constantly refrigerated, they are not available in remote areas and battlefields. We have previously shown that the hemoglobin of the earthworm Lumbricus terrestris (LtEc) is an effective and safe substitute for donated blood that is stable enough to be stored for long periods at the relatively high temperatures that may be encountered in remote areas. The goal of this study was to further increase the thermal stability of LtEc by covalently cross-linking LtEc with glutaraldehyde (gLtEc). Our results show that the melting temperatures of the gLtEc samples steadily increase as the molar ratio of glutaraldehyde to heme increases (from T = 57°C for native LtEc up to T = 68°C at a ratio of 128:1). In addition, while native LtEc is susceptible to subunit dissociation at alkaline pH (8-10), cross-linking with glutaraldehyde completely prevents dissociation of gLtEc at pH 10. Increasing the molar ratio of glutaraldehyde:heme also significantly increased the oxygen affinity of gLtEc, but this effect was decreased by cross-linking gLtEc in the deoxygenated T state. Finally, while gLtEc samples cross-linked at low G:H ratios (e.g., 2:1) exhibited slight increases in oxidation rate in Tris buffer, no significant difference in oxidation rate was observed between native LtEc and the gLtEc samples in Ringer's Solution, which contains antioxidants. Overall, cross-linking LtEc with glutaraldehyde significantly increases its thermal and structural stability without any loss of function, making gLtEc an attractive blood substitute for deployment in remote areas and battlefields. © 2017 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 34:521-528, 2018.

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On the temperature stability of extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus, at different oxidation states: SAXS and DLS studies

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Direct comparison of oligochaete erythrocruorins as potential blood substitutes

Glutaraldehyde cross‐linking increases the stability of Lumbricus terrestris erythrocruorin

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