Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/28996

Type: Tese
Title: Avaliação da atividade protetora de antioxidantes sintéticos contra danos no dna em Saccharomyces cerevisiae
Other Titles: Evaluation of the protective activity of synthetic antioxidants against DNA damage in Saccharomyces cerevisiae
Author(s)/Inventor(s): Mattos, Larissa Maura de Melo
Advisor: Pereira, Marcos Dias
Co-advisor: Nogueira, Fábio César Sousa
Abstract: O dano ao DNA causado por agentes químicos e físicos compromete a integridade celular, podendo levar à mutagênese, disfunção mitocondrial e morte celular. Complexos antioxidantes têm sido estudados por sua capacidade de proteger células contra estresse oxidativo e danos genotóxicos. Esta tese avaliou a atividade protetora de complexos contendo ferro, manganês e cobre, ligados ao ligante H2BPClNOL, contra danos induzidos por metil metanosulfonato (MMS) e radiações UVA e UVB em Saccharomyces cerevisiae. Para a análise contra o MMS foram utilizadas três cepas de S. cerevisiae: uma cepa selvagem (BY4741) e duas cepas deletadas em genes de reparo de DNA, rad9Δ e rad54Δ. Para a análise contra a radiação UVA e UVB foram utilizadas duas cepas de S. cerevisiae: uma cepa selvagem (FF18733) e uma cepa deletada em uma NADPH oxidase de levedura, yno1Δ. Para avaliação da proteção celular, realizaram-se ensaios de sobrevivência, mutagênese e disfunção mitocondrial utilizando a metodologia de spot test ou plaqueamento, além de ensaios de oxidação ntracelular para medir a capacidade antioxidante dos complexos. Adicionalmente, foi conduzida análise proteômica para identificar proteínas diferencialmente expressas em células tratadas com os complexos durante 1 h. Os resultados demonstraram que todos os complexos aumentaram significativamente a sobrevivência das cepas frente à exposição a MMS, UVA e UVB, indicando ação protetora independente da via de reparo de DNA específica. Ensaios de disfunção mitocondrial revelaram redução significativa do dano mitocondrial provocado pelos agentes estressantes, enquanto a mutagênese induzida foi atenuada. A análise de oxidação intracelular mostrou que a exposição aos agentes estressantes aumentava os níveis de espécies reativas de oxigênio, e os complexos reduziram esse estresse oxidativo, sugerindo um mecanismo antioxidante direto. A análise proteômica identificou proteínas diferencialmente expressas em resposta aos tratamentos, incluindo proteínas envolvidas em reparo de DNA, resposta ao estresse oxidativo e manutenção da integridade celular. Proteínas relacionadas à defesa antioxidante e chaperonas moleculares foram consistentemente reguladas pelos compostos, corroborando os resultados funcionais observados nos ensaios de sobrevivência e mutagênese. Em conjunto, os resultados indicam que os complexos contendo o ligante H2BPClNOL exercem uma ação protetora multifatorial em S. cerevisiae, mitigando o estresse oxidativo e preservando a integridade do DNA e da função mitocondrial. A análise proteômica reforça a hipótese de que esses complexos modulam vias celulares relacionadas ao reparo de DNA e à defesa antioxidante, oferecendo insights sobre mecanismos de proteção celular que podem ser explorados em futuros estudos. Portanto, este trabalho contribui para a compreensão dos efeitos protetores de complexos antioxidantes metálicos e destaca seu potencial como ferramentas para estudar a interação entre estresse oxidativo, dano ao DNA e respostas adaptativas celulares em modelos eucariotos. Os achados reforçam a relevância do uso de S. cerevisiae como modelo experimental para avaliação de complexos antioxidantes e para investigação de mecanismos celulares de reparo e proteção.
Abstract: DNA damage caused by chemical and physical agents compromises cellular integrity, potentially leading to mutagenesis, mitochondrial dysfunction, and cell death. Antioxidant complexes have been studied for their ability to protect cells against oxidative stress and genotoxic damage. This thesis evaluated the protective activity of complexes containing iron, manganese, and copper, coordinated to the H2BPClNOL ligand, against damage induced by methyl methanesulfonate (MMS) and UVA and UVB radiation in Saccharomyces cerevisiae. For MMS analysis, three strains of S. cerevisiae were used: a wild-type strain (BY4741) and two DNA repair-deficient strains, rad9Δ and rad54Δ. For UVA and UVB radiation analysis, two strains were used: a wildtype strain (FF18733) and a strain deleted for a yeast NADPH oxidase, yno1Δ. To evaluate cellular protection, survival, mutagenesis, and mitochondrial dysfunction assays were performed using spot test or plating methodologies, in addition to intracellular oxidation assays to measure the antioxidant capacity of the complexes. Furthermore, proteomic analysis was conducted to identify proteins differentially expressed in cells treated with the complexes for 1 hour. The results demonstrated that all complexes significantly increased the survival of the strains exposed to MMS, UVA, and UVB, indicating a protective action independent of the specific DNA repair pathway. Mitochondrial dysfunction assays revealed a significant reduction in mitochondrial damage caused by the stress agents, while induced mutagenesis was attenuated. Intracellular oxidation analysis showed that exposure to stress agents increased reactive oxygen species levels, whereas the complexes reduced this oxidative stress, suggesting a direct antioxidant mechanism. Proteomic analysis identified proteins differentially expressed in response to treatments, including proteins involved in DNA repair, oxidative stress response, and maintenance of cellular integrity. Proteins related to antioxidant defense and molecular chaperones were consistently regulated by the complexes, corroborating the functional results observed in survival and mutagenesis assays. Overall, the results indicate that complexes containing the H2BPClNOL ligand exert a multifactorial protective action in S. cerevisiae, mitigating oxidative stress and preserving DNA integrity and mitochondrial function. Proteomic analysis supports the hypothesis that these complexes modulate cellular pathways related to DNA repair and antioxidant defense, providing insights into cellular protection mechanisms that may be explored in future studies. Therefore, this work contributes to understanding the protective effects of metallic antioxidant complexes and highlights their potential as tools to study the interaction between oxidative stress, DNA damage, and adaptive cellular responses in eukaryotic models. These findings also reinforce the relevance of using S. cerevisiae as an experimental model to evaluate antioxidant complexes and investigate cellular repair and protection mechanisms.
Keywords: Antioxidantes
DNA
Proteômica
Radiação ultravioleta
Saccharomyces cerevisiae
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 2025
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: MATTOS, Larissa Maura de Melo. Avaliação da atividade protetora de antioxidantes sintéticos contra danos no dna em Saccharomyces cerevisiae. 2025. 149 f. Tese (Doutorado) - Curso de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025.
Appears in Collections:Bioquímica

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