Proteínas e peptídeos bioativos de vegetais e seus mecanismos envolvidos no controle glicêmico

dc.contributor.advisorMorais, Ana Heloneida de Araújo
dc.contributor.advisor-co1Monteiro, Norberto de Kassio Vieira
dc.contributor.advisor-co1ID05011738469pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8804303821523487pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1233944493334651pt_BR
dc.contributor.authorCosta, Izael de Sousa
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2516503036471108pt_BR
dc.contributor.referees1Rezende, Adriana Augusto de
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4245215108740331pt_BR
dc.contributor.referees2Marinho, Emmanuel Silva
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3617101885685308pt_BR
dc.contributor.referees3Aquino, Jailane de Souza
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8153908179932184pt_BR
dc.contributor.referees4Evangelista, Karine Cavalcanti Mauricio de Sena
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2628723272728505pt_BR
dc.date.accessioned2021-12-17T23:07:04Z
dc.date.available2021-12-17T23:07:04Z
dc.date.issued2021-09-24
dc.description.abstractType 2 diabetes mellitus (T2DM) is a disease characterized by a chronic state of hyperglycemia, which can trigger changes in the body's functional and structural properties. Thus, the objective was to analyze the mechanism of action and the effect of bioactive proteins of plant origin in controlling blood glucose in the context of T2DM, seeking new therapeutic targets for this disease. This thesis was divided into three chapters. In the first and second, there are the protocol and the systematic review (SR), respectively, aiming to answer the question: how the isolated (pool) and purified proteins and peptides extracted from vegetables act to reduce blood glucose in experimental models of T2DM? The protocol was registered in the International Prospective Registry of Systematic Reviews (PROSPERO) under CRD42019110956. For SR, experimental studies were selected with bioactive proteins and peptides of plant origin that affect the glycemic control of animals with experimentally induced T2DM. The articles were selected according to the PICOS strategy (population, interventions, control and outcome) in the following databases: PubMed, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, EMBASE and Virtual Health Library. The initial search retrieved 916 articles. After reading the title, abstract and keywords, 24 articles were eligible for a full reading. After this process, five articles were included in the SR. The study's assessment of evidence and risk of bias was performed using the Systematic Review Center for Laboratory Animal Experimentation (SYRCLE) protocol. As a result of the SR, all pathways stimulated by the five molecules of vegetable protein origin mediated secondary stimuli in the insulin signaling cascade up to glucose uptake. In the third chapter, a preclinical study with the trypsin inhibitor isolated from tamarind seed (TTI) and in silico analysis with the TTIp model number 56 and conformation number 287 (TTIp 56/287) was presented. In the preclinical study, the effect of TTI on the hyperglycemic state in Wistar rats with T2DM induced by a high glycemic index and high glycemic load (HGLI) diet for 17 weeks was evaluated. From the diagnosis of T2DM, the animals (n = 15) were divided into three groups (n = 5): 1. T2DM without treatment; 2. T2DM treated with a standard diet (nutritionally adequate); and 3. T2DM treated with TTI (25 mg/kg), administered by oral gavage (1 ml) for 10 days. After this period, fasting insulin and glycemia were analyzed, in addition to the Homeostasis model assessment for insulin resistance (HOMA-IR) and β-cell function (HOMA-β) models. At the end of the analysis, the group of animals that received the treatment with the TTI had lower fasting glucose concentration (p = 0.0031) and the HOMA-IR index (p = 0.0432), in addition to being higher HOMA-β index (p = 0.0052) when compared to the animals of the other groups evaluated. In the study by molecular dynamics simulation, the interaction between the TTIp 56/287 and the insulin receptor (IR) (PDB ID 4OGA) was observed. The TTIp 56/287-IR (-1591.54 kJ mol-1 ± 234.90), showed lower potential energy of interaction (EPI) compared to the Insulin-IR (Ins-IR) (-894.98 kJ mol-1 ± 32.16), with distinct amino acid residues involved in this interaction. Thus, TTI acted as a hypoglycemic agent in a preclinical study, and its connection to RI can trigger this action. This thesis shows that plant proteins, such as TTI, have antidiabetic potential as an adjuvant in glycemic control by acting in metabolic pathways common to RI.pt_BR
dc.description.resumoO diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença caracterizada pelo estado de hiperglicemia crônico, que pode desencadear alterações das propriedades funcionais e estruturais do organismo. Sendo assim, objetivou-se analisar o mecanismo de ação e o efeito de proteínas bioativas de origem vegetal no controle da glicemia no contexto do DM2, e com isso, buscar novos alvos terapêuticos para essa doença. Esta tese foi dividida em três capítulos, no primeiro e segundo tem-se o protocolo e a revisão sistemática (RS), respectivamente, visando responder à pergunta: como as proteínas e peptídeos isolados (pool) e purificados extraídos de vegetais atuam na redução da glicose sanguínea em modelos experimentais de DM2? O protocolo foi registrado no registro prospectivo internacional de revisões sistemáticas (PROSPERO) sob o número: CRD42019110956. Para a RS, foram selecionados estudos experimentais com proteínas e peptídeos bioativos de origem vegetal com efeito sobre o controle glicêmico de animais com DM2 induzido experimentalmente. Os artigos foram selecionados de acordo com a estratégia PICOS (população, intervenções, controle e desfecho) nas bases de dados: PubMed, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, EMBASE e Biblioteca Virtual em Saúde. A busca inicial recuperou 916 artigos e, após a leitura de título, resumo e palavras-chave, 24 artigos foram elegíveis para leitura completa. Após esse processo, cinco artigos foram incluídos na RS. A avaliação das evidências e do risco de viés dos estudos foi realizada, utilizando o protocolo Systematic Review Center for Laboratory animal Experimentation (SYRCLE). Como resultados da RS foi constatado que, todas as vias estimuladas pelas cinco moléculas de origem proteica de vegetais, mediaram estímulos secundários na cascata de sinalização da insulina até a captação da glicose. No terceiro capítulo, foi apresentado um estudo pré-clínico com o inibidor de tripsina isolado de semente de tamarindo (ITT), e análises in sílico com o ITTp modelo número 56, e conformação número 287 (ITTp 56/287). No estudo pré-clínico foi avaliado o efeito do ITT sobre o estado hiperglicêmico em ratos Wistar com DM2 induzido por dieta de alto índice glicêmico e alta carga glicêmica (HGLI) por 17 semanas. A partir do diagnóstico do DM2 os animais (n = 15) foram divididos em três grupos (n = 5): 1. DM2 sem tratamento; 2. DM2 tratado com dieta padrão (nutricionalmente adequada); e 3. DM2 tratado com ITT (25 mg/kg), administrados por gavagem oral (1 mL) por 10 dias. Após esse período, foi analisada a insulinemia e glicemia de jejum, além dos modelos de Homeostasis model assessment for insulin resistance (HOMA-IR) e do for β-cell function (HOMA-β). Ao final das análises foi observado que o grupo de animais que receberam o tratamento com o ITT, apresentaram menor concentração de glicose de jejum (p = 0,0031) e do índice HOMA-IR (p = 0,0432), além de maior índice HOMA-β (p = 0,0052) quando comparado aos animais dos demais grupos avaliados. No estudo por simulação de dinâmica molecular foi possível observar interação entre o ITTp 56/287 e o receptor de insulina (RI) (PDB ID 4OGA), o ITTp 56/287-RI (-1591,54 kJ mol-1 ± 234,90) apresentou menor energia potencial de interação (EPI) comparado a Insulina-RI (Ins-RI) (-894,98 kJ mol-1 ± 32,16), com resíduos de aminoácidos distintos envolvidos nessa interação. Sendo assim, foi possível identificar que o ITT atuou como agente hipoglicemiante em estudo préclínico, e estsa ação pode ser desencadeada pela sua ligação ao RI em estudo de simulação computacional. Com esta tese, pode-se constatar que proteínas vegetais, como o ITT, tem potencial antidiabético como adjuvante no controle glicêmico por meio de atuação em vias metabólicas comuns ao RI.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationCOSTA, Izael de Sousa. Proteínas e peptídeos bioativos de vegetais e seus mecanismos envolvidos no controle glicêmico. 2021. 94f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45474
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectDiabetes mellitus tipo 2pt_BR
dc.subjectAgentes hipoglicemiantespt_BR
dc.subjectProteínas vegetaispt_BR
dc.subjectTamarindus indica L.pt_BR
dc.subjectSimulação de dinâmica molecularpt_BR
dc.titleProteínas e peptídeos bioativos de vegetais e seus mecanismos envolvidos no controle glicêmicopt_BR
dc.title.alternativeBioactive vegetable proteins and peptides and their mechanisms involved in glycemic controlpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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