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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. 4000 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. 1980 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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