Química, Estrutura e Propriedades de Peptídeos Antimicrobianos

                 Laboratório de Química de Peptídeos

             Departamento de Bioquímica - Instituto de Química - Universidade de São Paulo

             Bloco 8 Superior - Sala 0854 - Tel: +55 (11) 3091-3855

• Pesquisa:       

Estudamos aspectos fundamentais da síntese de peptídeos e a utilizamos para desenhar/estudar peptídeos de grande importância científica e com potencial de aplicação em terapêutica e/ou na indústria alimentícia.

Na pesquisa relativa à síntese, os alvos de estudo são: as síntese em fase sólida, desproteção total/desligamento da resina e ciclizações a 60°C usando aquecimento convencional e/ou micro-ondas; a solvólise da ligação peptídeo-resina mediada por íons metálicos divalentes; a síntese catalisada por proteases e/ou esterases; a desproteção de peptídeos catalisada por nanocatalisador de paládio. Assim, também nos interessa a solvatação de peptidil-resinas em meios orgânicos, a interação delas com íons metálicos divalentes, as propriedades de enzimas livres e imobilizadas em meios aquo-orgânicos ou orgânicos, a sua ligação a micropartículas poliméricas e nanopartículas superparamagnéticas.

 Na pesquisa relativa aos peptídeos bioativos, já desenhamos, sintetizamos e estudamos peptídeos mitogênicos derivados do hFGF-1 e peptídeos inibidores da sua ligação ao receptor celular. Posteriormente, nos envolvemos com o isolamento/identificação e/ou investigação da relação estrutura-atividade e propriedades de alguns antimicrobianos, tais como tionina de planta, gomesina, fragmentos da α-hemoglobina bovina, migalina e acantoscurrina. Ultimamente, nos concentramos no estudo de hemocidinas sintéticas, de um fungicida de planta rico em Gly/His e em alguns “cell penetrating peptides” (CPPs); por isso, temos sintetizado seus análogos truncados, amidados e/ou marcados com fluorescentes, avaliado as suas ações antifúngicas, fungicidas, hemolíticas, buscado as suas conformações preferenciais em meios miméticos do ambiente membranar, estudado a sua interação com nanomateriais e/ou examinado as suas capacidades de permeabilizar a membrana plasmática ou de penetrar na célula. É nosso objetivo final desenvolver e estudar novos AMPs e CPPs, bem como auxiliar no desenvolvimento de conjugados desses últimos a drogas com potencial terapêutico. Como consequência, também estamos prospectando novos antimicrobianos em venenos de serpentes peruanas. Além disso, também temos colaborado em projetos centrados na separação, identificação e quantificação de aminoácidos.

 Este tipo de pesquisa interdisciplinar só é viável graças à boa interação com outros grupos do nosso Instituto e de outras instituições de pesquisa.

• Grupo de Pesquisa

Devido à natureza interdisciplinar da nossa pesquisa de interface Bioquímica-Química, temos tido intensa interação com pesquisadores e seus grupos de pesquisa, os quais tem interesses científicos, formações e infra-estruturas laboratoriais complementares às nossas.

Ao longo dos anos, temos tido o prazer de iniciar um número expressivo de estudantes de graduação na Pesquisa Científica, de contribuir para a formação de Mestres e Doutores e de trabalhar com Pós-Doutores que se associaram ao nosso grupo. Praticamente todos os ex-membros do LQP-IQUSP hoje trabalham em Universidades públicas, Faculdades privadas e Escolas de Ensino Médio ou em empresas químicas, farmacêuticas ou biotecnológicas. A grande maioria atua em pesquisa e/ou ensino.

• Algumas publicações: 

1.  
2. Alta, Roxana Y.P; Vitorino, Hector A.; Goswami, Dibakar; Wisnovsky, Simon P.; kelley, Shana O.; Machini M. Terêsa; Espósito, Breno P.(2017) Motochondria-penetrating peptides conjugated to desferrioxamine as chelators for mitochondrial labile iron. Plos one. V. 12, p e0171729
3. Romano, Renato Lahos; Machini M. Terêsa; Co0lepicolo, Pio; Zambotti-Villela, Leonardo. (2016) Cadmium decreases the levels of glutathione and enhances the phytochelatin concentration in marine dinoflagellate lingulodinium polyedrum. Journal of applied Phycology. V 28, p 1
4. Carvalho, L.A.C.* ; Remuzgo, C ; PEREZ, K.R. ; Machini, M.T. (2015) Hb40-61a: Novel analogues help expanding the knowledge on chemistry, properties and candidacidal action of this bovine α-hemoglobin-derived peptide. Biochim. Biophys. Acta. (Biomembranes), 1848, 3140-3149.
5. GOSWAMI, D.@; VITORINO, H.A.; MACHINI, M.T.; ESPÓSITO, B.P.(2015) Self-assembled penetratin-deferasirox micelles as potential carriers for hydrophobic drug delivery. Biopolymers (Pept.Sci.), 104, 712-719.
6. Vitor A. Ungaro*, Cleber W. Liria # , Carolina D. Romagna*, Natália J. S. Costa, Karine Philippot, Liane M. Rossi and M. Teresa Machini (2015) A green route for the synthesis of abitter-taste dipeptide combining biocatalysis, heterogeneous metal catalysis and magnetic nanoparticles. RSC Adv., 5, 36449–36455.
7. Cleber W. Liria#, Vitor A. Ungaro*, Raphaella M. Fernandes, Natália J. S. Costa, Sandro R. Marana, Liane M. Rossi, M. Teresa Machini (2014) Synthesis, properties and application in peptide chemistry of another magnetically separable and reusable biocatalyst, J. Nanoparticle Res., 16: 2612-2624.
8. Dibakar Goswami@, M. Teresa Machini, Daniel M. Silvestre, Cassiana S. Nomura, Breno P. Esposito (2014) Cell Penetrating Peptide (CPP)-Conjugated Desferrioxamine for Enhanced Neuroprotection: Synthesis and in Vitro Evaluation, Bioconjugate Chem., 25, 2067−2080.
9. César Remuzgo*, Thaís S. Oewel*, Sirlei Daffre, Thiago R.S. Lopes*, Fabio H. Dyszy, Shirley Schreier, Gláucia M. Machado-Santelli, M. Teresa Machini  (2014) Chemical synthesis, structure-activity relationship and properties of shepherin I, a fungicidal peptide enriched in glycine-glycine-histidine motifs, Amino Acids, 46:2573–2586. 
10. Fernando B. Effenberger, Ricardo A. Couto, Pedro K. Kiyohara, Giovanna Machado, Marcos A. Sulca*, M. Teresa Machini, Liane M. Rossi (2014) Copper nanoparticles synthesized by thermal decomposition in liquid phase: the influence of capping ligands on the synthesis and bactericidal activity, J. Nanoparticle Res., 16: 2588-97
11. Tokikawa, R.; Loffredo, C.*; Uemi, M.; Machini, M. T.; Bechara, E.J.H. (2014). Radical acylation of L-lysine derivatives and L-lysine-containing peptides by peroxynitrite-treated diacetyl and methylglyoxal. Free Rad. Res., 48, 357-370.
12.  Etchegaray, A. & Machini, M.T. (2013) Antimicrobial lipopeptides: in vivo and in vitro synthesis. In: Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education (A. Méndez Vilas, ed.) Formatex Research Center, Badajoz, Espanha, vol 1., 951-959.
13. Carvalho, L.A.C.* & Machini, M. T. (2013) Hemocidinas derivadas da hemogloina: estuturas, propriedades e perspectivas, Quim. Nova, 36, 1021-1029.
14. Mendonca, P.O.R.; Liria, C.W.#, Machini, M.T.; Lotfi, C.P.F. (2013) N-POMC(1-28) increases cyclin D expression and inhibits P27(kip1) in the adrenal cortex. Mol. Cell. Endocrinol., 371(1-2),166-73.
15. Etchegaray, A. & Machini, M.T. (2013) Antimicrobial lipopeptides: in vivo and in vitro synthesis. In: Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education (A. Méndez Vilas, ed.) Formatex Research Center, Badajoz, ligands on the synthesis and bactericidal activity, J. Nanoparticle Res., 16: 2588-97.
16. Miranda, M. T. M.; Liria, C.W.*#, Remuzgo, C.* (2011), Difficult Peptides, In Amino Acids, Peptides and Proteins in Organic Chemistry (Hughes, A. B., ed.), Wiley-VCH Publishers, Weinheim, Alemanha, Chapter 16, p.549-569.
17. Machado, A.@; Fázio, M.A.; Miranda, A.; Daffre, S. & Miranda, M.T.M. (2012) Synthesis and properties of head-to-tail cyclized analogues of gomesin. J. Pept. Sci., 18, 588-598.

• Contatos do Laboratório: Profa. M. Terêsa Machini (Responsável; mtmachini@iq.usp.br) ou

                                                          Dr. Cleber W. Liria (Especialista de Laboratório; cwliria@iq.usp.br)

•Ambiente do Laboratório / Infraestrutura Laboratorial: 

 Autoclave, Capelas de exaustão, Shakers de bancada e de piso, Espectrofotômetro UV/vis, Leitora de placas de Elisa, Centrífugas de bancada, Balanças analíticas, Liofilizador e “speed-vac”, Cromatógrafos líquidos analíticos e preparativos, Cromatógrafo líquido (LC) acoplado a um espectrômetro de massas (ESI-MS), Workstation para hidrólise de peptídeos e proteínas, Analisador de Aminoácidos com detecção por amperometria pulsada, Sistemas para a síntese semi-automática de peptídeos assistida por micro-ondas, Cubas para eletroforese em gel de poliacrilamida, Sistemas para cromatografia em camada delgada, Rota-evaporadores, Banhos termostatizados para circulação de água, Sistemas de purificação de água, PH metro, Sala equipada para determinação de atividades antibacteriana, antifúngica e hemolítica.

•  Serviços para a comunidade:

 Realizamos serviços de hidrólise total de proteínas e de peptídeos purificados e de análise/quantificação de aminoácidos presentes nos hidrolisados.