Recent New Characterizations on the Giant Extracellular Hemoglobin of Glossoscolex paulistus and Some Other Giant Hemoglobins from Different Worms

Tabak, Marcel; Carvalho, Fábio Silva de; Carvalho, José Wilson Pires; Bachega, José Fernando Ruggiero; Santiago, Patrícia S.

doi:10.5772/33962

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“…A hemoglobina extracelular gigante de Glosscoslex paulistus (HbGp) apresenta uma estrutura oligomérica altamente organizada, composta por 144 cadeias polipeptídicas com grupo heme (globinas) e 36 cadeias polipeptídicas sem grupos heme, que são chamadas de cadeias linkers (L), com uma massa molecular total de 3,6 MDa [3][4][5]. A estrutura oligomérica da HbGp é formada por dois discos hexagonais, sobrepostos formando uma bicamada hexagonal ( Fig.…”

Section: Hemoglobina Extracelular De Glossoscolex Paulistus (Hbgp)unclassified

“…A dissociação dessa estrutura pode dar origem a doze unidades de massa molecular 1/12 da molécula íntegra, de cerca de 300 kDa (Figs. 2B e 2C, [3,6] 2B). O papel das subunidades linkers está provavelmente relacionado com a manutenção da estrutura íntegra na forma de bicamada hexagonal [7][8][9].…”

Section: Hemoglobina Extracelular De Glossoscolex Paulistus (Hbgp)unclassified

“…Os ajustes da p(r) e da curva de espalhamento experimental da HbGp foram realizados usando a p(r) e a curva de espalhamento teórica dos diferentes fragmentos da HbLt, como por exemplo: o dodecâmero (abcd) 3 , o tetrâmero (abcd) e o trímero (abc), e algumas combinações usando o linker e o monômero (d), do tipo abc+L e abc+d (Fig. 17, [33]).…”

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

“…17 A e 17B). Nessa normalização da p(r) pela massa molecular das subunidades foi assumida a estequiometria de 12(abcd) 3 L 3 para a estrutura íntegra da HbLt e HbGp [3,33].…”

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

“…Além disso, estudos por ultracentrifugação analítica [20], e cromatografia de exclusão por tamanho [3,6] …”

Section: Fonte-unclassified

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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: Hemoglobina Extracelular De Glossoscolex Paulistus (Hbgp)unclassified

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

“…17 A e 17B). Nessa normalização da p(r) pela massa molecular das subunidades foi assumida a estequiometria de 12(abcd) 3 L 3 para a estrutura íntegra da HbLt e HbGp [3,33].…”

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

“…Além disso, estudos por ultracentrifugação analítica [20], e cromatografia de exclusão por tamanho [3,6] …”

Section: Fonte-unclassified

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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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Thermal stability of extracellular hemoglobin of Rhinodrilus alatus (HbRa): DLS and SAXS studies

Carvalho

Santiago

et al. 2016

Eur Biophys J

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Oxy-HbRa thermal stability was evaluated by dynamic light scattering (DLS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) at pH 5.0, 7.0, 8.0, and 9.0. DLS results show that oxy-HbRa, at pH 7.0 and 5.0, remains stable up to 56 °C, undergoing denaturation/aggregation in acidic media above 60 °C, followed by partial sedimentation of aggregates. At alkaline pH values 8.0 and 9.0, oxy-HbRa oligomeric dissociation is observed above 30 °C, before denaturation. SAXS data show that oxy-HbRa, at 20 °C, is in its native form, displaying radius of gyration (R g) and particle maximum dimension (D max) of 108 ± 1 and 300 ± 10 Å, respectively. Oxy-HbRa, at pH 7.0, undergoes denaturation/aggregation at 60 °C. At pH 5.0-6.0, HbRa thermal denaturation/aggregation start earlier, at 50 °C, accompanied by an increase of R g and D max values. However, an overlap of oligomeric dissociation and denaturation in the system is observed upon temperature increase, with an increase in R g and D max. Analysis of experimental p(r) curves as a linear combination of theoretical curves obtained for HbGp fragments from the crystal structure shows an increasing contribution of dodecamer (abcd)3 and tetramer (abcd) in solution, as a function of pH values (8.0 and 9.0) and temperature. Finally, our data show, for the first time, that oxy-HbRa, in neutral and acidic media, does not undergo oligomeric dissociation before denaturation, while in alkaline media the oligomeric dissociation process is an important step in the thermal denaturation.

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