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IX Semana de Biologia da UFPB Mini-curso Laboratório de Genética de Microrganismos - DBM.

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1 IX Semana de Biologia da UFPB Mini-curso Laboratório de Genética de Microrganismos - DBM

2 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Aplicações

3 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Biotecnologia Ganhou evidência há relativamente pouco tempo, por outro lado, os processos biotecnológicos vêm sendo utilizados desde a mais remota antiguidade 6000 anos AC: Preparação de cerveja por babilônios e sumérios anos AC: Fabricação de pão pelos egípcios. Século XIV: Preparação de bebidas destiladas. Século XVIII: Jenner consegue a primeira vacina. Século XIX: Pasteur consegue identificar a levedura como o agente responsável pela fermentação alcoólica. Nasce a Microbiologia. Século XX: Berg (1972), Cohen e Boyer (1973) conseguem obter DNA recombinante. Nascem a Engenharia Genética e a Biotecnologia moderna.

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5 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Clonagem Projetos genoma Indústria produção de hormônios, enzimas, proteínas, vacinas, antibióticos, inibidores, ativadores, processos fermentativos, Biopolímeros (gomas – xantana e dextrana) Bebidas alcoólicas, alimentos... (Farmacêutica, Alimentos, Biotecnologia) Agricultura Cultura de Tecidos, Fixação de Nitrogênio, Controle Biológico de Pragas... Utilização em Técnicas Moleculares

6 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica ÁreaAplicação Potencial Saúde - remédios e vacinas mais eficazes com maior grau de pureza e a um custo menor - diagnóstico, prevenção e tratamento de doenças genéticas Alimentos - novos produtos processos alimentícios mais eficientes - melhor rendimento e qualidade na produção agropecuária Energia - maior eficiência na conversão de biomassa em combustíveis - menor consumo energético em processos industriais - aumento na recuperação de petróleo Materiais - menor custo na produção de produtos químicos com matérias primas de biomassa - extração econômica de minerais de baixo teor Meio Ambiente - alternativas biológicas à herbicidas e pesticidas - tratamento de detritos tóxicos Aplicações Comerciais da Biotecnologia

7 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Fármacos Baseados em Produtos Naturais

8 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Por que nós precisamos de novas drogas? Controle inadequado das infecções; Vacinas indisponíveis até o momento; Atuais drogas são insatisfatórias; Resistência a drogas; Efeitos; Baixa eficácia; Alto custo. Mortes por doenças infecciosas em 2003 (WHO).

9 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Produtos Naturais Metabólitos Secundários Metabólitos Primários Isolamento de princípios ativos Plantas laboratório de síntese orgânica Milhões de anos de evolução e adaptação sobre a terra

10 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica E a indústria farmacêutica... Motivação pela descoberta de quimioterápicos eficazes como: vimblastina (Velban®) [diabetes], vincristina (Oncovin®)…e o taxol (Taxol®) [câncer]. Interesse por substâncias de origem vegetal com estruturas complexas difíceis de serem obtidas por processo de síntese. Semi-síntese comercial do taxol, tem sua materia-prima a bacatina III (Taxus baccata ).

11 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Com objetivos muito bem definidos, a indústria farmacêutica não despreza o potencial que as plantas possuem em fornecer substâncias novas Busca racional de drogas Utiliza ensaios específicos para enzimas, receptores, DNA, mecanismo de ação de novas substâncias químicas bioativas. Contribui para o conhecimento de novas entidades químicas, que podem ser usadas como matrizes para a descobertas de novos fármacos. O estudo de modificações, ex., a partir de exclusão de algumas subunidades fragmentais partes essenciais e desnecessárias.

12 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Seleção de Alvo, Validação e Ligação Um enfoque genômico GenômicaTranscriptomaProteôma Metabolômica Genômica e Metabolômica comparativa Bioquímica e Biol. Mol comparativa Alvos potenciais Validação dos alvos Alvos de drogas Proteínas Composto químico, proteína ou anticorpo.

13 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Morfina Modificação da atividade Morfinano Exemplo: Morfina Morfinano Análogo hidroxilado (R=OH), o levorfanol é 3-4x mais potente do que a morfina, embora retenha propriedade de vício. A pentazocina, [R=CH2- CH=C(CH3)2] é um análogo com menor propriedade de vício. Pentazocina Complexidade/Potência: etorfina, possui uma ponte de 2 átomos de carbono e um substituinte 1000x mais potente que a morfina Medicina veterinária. Etorfina

14 Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Planejamento racional Avaliação dos candidatos a Nova Entid. Química Dados da análise estrutural, bioquímica e biologia molecular Modelagem de fármacos Modelos tridimensionais a partir de softwares Determina propriedades estéricas e eletrônicas com relação a interação com o seu receptor Ajustes (correções) para otimizar suas propriedades Tratamento de inúmeras doenças. Ex. inibidores de proteases de vírus chave-fechadura

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