Análise de modificações proteicas induzidas in vitro sobre a formação de produtos proteicos de oxidação avançada e a quantificação de proteína C-reativa
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28576 |
Resumo: | Non-enzymatic protein modification reactions occur physiologically and affect many proteins. In some situations, such as kidney and inflammatory diseases, these reactions are exacerbated. The consequences of these modifications affect both the protein structure, leading to loss of function and native characteristics, and induce these molecules to act as inflammatory and chemical signaling mediators. Carbamylation, a reaction observed mainly in patients with chronic kidney disease, demonstrates the accumulation of urea and other toxic products, leading to the addition of a carbamyl group to proteins. Oxidation, in turn, can occur from interaction with a series of agents, but the specific reaction with hypochlorous acid (HOCl) is capable of forming advanced oxidation protein products (AOPP). Both are already established for some proteins, however, there is still no complete understanding of their formation on proteins like gammaglobulins and C-reactive protein (CRP). Thus, the present study aimed to investigate the formation of AOPP from the exposure of albumin and gammaglobulins to HOCl and potassium cyanate (KOCN), a known carbamylating agent, and the susceptibility of CRP in matrix of standard solution and human serum to KOCN and urea, and the impact on their quantification by immunoturbidimetric method, in vitro. Both albumin and gammaglobulins were sensitive to oxidation and AOPP formation against both agents, HOCl and KOCN, concentration-dependent. Interestingly, gamma globulins, despite having been incubated at a lower concentration than albumin, formed a greater amount of AOPP when exposed to HOCl. Also, the formation of AOPP from the reaction of the proteins with KOCN was observed, indicating it as a carbamylating agent with oxidizing potential. The impact of the reaction of KOCN and urea with CRP in the two matrices was also evaluated, resulting in a decrease in its laboratory detection through immunoturbidimetry, an important consequence, since the evaluation of this marker in several pathologies is related to the elevation of its levels. Therefore, the present findings contribute to the understanding of the dynamics of protein modifications on the studied proteins and in the formation of AOPP under these conditions, in the understanding of laboratory interferences in the immunoturbidimetric quantification of CRP, and in the participation of the protein modifications studied in the pathophysiology of chronic diseases. |
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Análise de modificações proteicas induzidas in vitro sobre a formação de produtos proteicos de oxidação avançada e a quantificação de proteína C-reativaAnalysis of protein modifications induced in vitro on the formation of advanced oxidation protein products and the quantification of C-reactive proteinBiomarcadoresInterferentes laboratoriaisImunoturbidimetriaCarbamilaçãoOxidação proteicaBiomarkersAssay interferentsImmunoturbidimetryCarbamylationProtein oxidationCNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIANon-enzymatic protein modification reactions occur physiologically and affect many proteins. In some situations, such as kidney and inflammatory diseases, these reactions are exacerbated. The consequences of these modifications affect both the protein structure, leading to loss of function and native characteristics, and induce these molecules to act as inflammatory and chemical signaling mediators. Carbamylation, a reaction observed mainly in patients with chronic kidney disease, demonstrates the accumulation of urea and other toxic products, leading to the addition of a carbamyl group to proteins. Oxidation, in turn, can occur from interaction with a series of agents, but the specific reaction with hypochlorous acid (HOCl) is capable of forming advanced oxidation protein products (AOPP). Both are already established for some proteins, however, there is still no complete understanding of their formation on proteins like gammaglobulins and C-reactive protein (CRP). Thus, the present study aimed to investigate the formation of AOPP from the exposure of albumin and gammaglobulins to HOCl and potassium cyanate (KOCN), a known carbamylating agent, and the susceptibility of CRP in matrix of standard solution and human serum to KOCN and urea, and the impact on their quantification by immunoturbidimetric method, in vitro. Both albumin and gammaglobulins were sensitive to oxidation and AOPP formation against both agents, HOCl and KOCN, concentration-dependent. Interestingly, gamma globulins, despite having been incubated at a lower concentration than albumin, formed a greater amount of AOPP when exposed to HOCl. Also, the formation of AOPP from the reaction of the proteins with KOCN was observed, indicating it as a carbamylating agent with oxidizing potential. The impact of the reaction of KOCN and urea with CRP in the two matrices was also evaluated, resulting in a decrease in its laboratory detection through immunoturbidimetry, an important consequence, since the evaluation of this marker in several pathologies is related to the elevation of its levels. Therefore, the present findings contribute to the understanding of the dynamics of protein modifications on the studied proteins and in the formation of AOPP under these conditions, in the understanding of laboratory interferences in the immunoturbidimetric quantification of CRP, and in the participation of the protein modifications studied in the pathophysiology of chronic diseases.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs reações não-enzimáticas de modificação proteica acontecem fisiologicamente e acometem uma grande quantidade de proteínas. Em algumas situações, como doenças renais e inflamatórias, essas reações encontram-se exacerbadas. As consequências dessas modificações acometem tanto a estrutura proteica, levando a perda de função e de características nativas, quanto induzem essas moléculas a atuarem como mediadores inflamatórios e de sinalização química. A carbamilação, reação observada principalmente em pacientes portadores de doença renal crônica, demonstra o acúmulo de ureia e outros produtos tóxicos, conduzindo à adição de um grupamento carbamil às proteínas. A oxidação, por sua vez, pode acontecer a partir da interação com uma série de agentes, mas a reação específica com o ácido hipocloroso (HOCl) é capaz de formar os produtos proteicos de oxidação avançada (AOPP). Ambas já estão estabelecidas para algumas proteínas, porém, ainda não há total compreensão sobre suas formações frente a proteínas como as gamaglobulinas e a proteína C-reativa (PCR). Assim, o presente estudo se propôs a investigar a formação de AOPP a partir da exposição de albumina e gamaglobulinas ao HOCl e ao cianato de potássio (KOCN), um conhecido agente carbamilante, e a suscetibilidade da PCR em matriz de solução padrão e de soro humano ao KOCN e à ureia, e o impacto na sua quantificação por método imunoturbidimétrico. Tanto a albumina quanto as gamaglobulinas foram sensíveis à oxidação e formação de AOPP frente aos dois agentes, HOCl e KOCN, de forma concentração-dependente. Interessantemente, as gamaglobulinas, apesar de terem sido incubadas em menor concentração que a albumina, formaram maior quantidade de AOPP ao serem expostas ao HOCl. Ainda, observou-se a formação de AOPP a partir da reação das proteínas com o KOCN, apontando-o como um agente carbamilante com potencial oxidante. O impacto da reação do KOCN e da ureia com a PCR nas duas matrizes também foi avaliado, resultando em uma diminuição da sua detecção laboratorial através de imunoturbidimetria, uma consequência importante, devido à avaliação desse marcador em diversas patologias estar relacionado à elevação dos seus níveis. Portanto, os presentes achados contribuem no entendimento da dinâmica das modificações proteicas sobre as proteínas estudadas e na formação dos AOPP nessas condições, na compreensão dos interferentes laboratoriais na quantificação imunoturbidimétrica da PCR, e na participação das modificações proteicas estudadas na fisiopatologia de doenças crônicas.Universidade Federal de Santa MariaBrasilAnálises Clínicas e ToxicológicasUFSMPrograma de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasCentro de Ciências da SaúdeMoresco, Rafael Noalhttp://lattes.cnpq.br/2269922709577261Machado, Alencar KolinskiComim, Fabio VasconcellosRoehrs, MiguelBrucker, NatáliaStein, Carolina dos Santos2023-04-06T14:35:18Z2023-04-06T14:35:18Z2023-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/28576porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-04-06T14:35:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/28576Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-04-06T14:35:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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