Purificação e caracterização de peptídeos presentes nos venenos de serpentes africanas: à procura de inibidores de peptidases de importância médica

• Processo: 15/13124-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2015
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Fernanda Calheta Vieira Portaro
• Beneficiário: Roberto Tadashi Kodama
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 19/06949-9 - Purificação e Caracterização Bioquímica das TsMS 3 e TsMS 4: metalopeptidases degradadoras de neuropeptídeos do veneno do Tityus serrulatus, PUB.ART
• Assunto(s): Venenos de serpentes Modelagem molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Espectrometria de massas | inibidores de peptidases | Modelagem molecular | Pepetidases humanas | Serpentes africanas | venenos | Peptídeos inibidores de peptidases de imortancia médica

Resumo

As peptidases são enzimas essenciais para o bom funcionamento fisiológico dos mais diversos organismos, desde protozoários até os grandes mamíferos. Porém, uma desregulação na atividade destas peptidases pode contribuir para a causa das mais severas patologias, como é o caso da calpaína, uma cisteíno peptidase que em animais diagnosticados com a doença de Alzheimer, é encontrada em uma concentração sete vezes maior quando comparada a animais normais. Outro exemplo de desregulação de uma peptidase que pode levar a uma patologia é a excessiva atividade da serinopeptidase de nome elastase, que pode acarretar na doença pulmonar obstrutiva crônica, onde há uma atividade inflamatória intensa do pulmão. Os venenos animais são misturas complexas dos mais diferentes tipos de moléculas, e já foi demonstrada a presença de peptídeos reguladores de atividades peptidásicas em venenos de serpentes, como é o caso do peptídeo potencializador de bradicinina (BPP), encontrado primeiramente no veneno da serpente Bothrops jararaca e mais tarde em outras espécies, como os viperídeos africanos Bitis spp. Vale mencionar que foi um BPP, peptídeo inibidor da atividade da enzima conversora de angiotensina I (ECA), que inspirou o desenvolvimento do captopril, um potente fármaco usado para o tratamento de pacientes diagnosticados com hipertensão. Outro caso é o peptídeo inibidor de serinopeptidase do tipo Kunitz isolado do veneno de Macrovipera lebetina transmediterranea, com efeitos antitumorais. Vale também dizer que inibidores de cisteíno peptidases foram encontrados no veneno de Naja spp e Bitis arietans.Durante o Mestrado, tivemos a oportunidade de trabalhar com a porção de baixa massa molecular de quatro venenos de serpentes do gênero Bitis, onde foram purificados e caracterizados peptídeos capazes de inibir a atividade da ECA e de promover hipotensão em experimentos in vivo. Com o intuito de verificarmos o potencial deste projeto de Doutorado, utilizamos algumas frações parcialmente purificadas durante o Mestrado e verificamos que quatro delas apresentam uma inibição superior a 70% da atividade da elastase, indicando que estes venenos contêm potenciais inibidores dessa serinopeptidase. Também foram feitos testes de inibição das porções de baixa massa molecular dos venenos das Bitis citadas acima, da Naja mossambica e da Dendroaspis polylepis frente à papaína, uma cisteíno peptidase muito similar a catepsina L, e os resultados mostraram-se promissores. Com base no exposto, pretendemos estender os estudos da baixa massa molecular dos venenos africanos, procurando purificar e caracterizar inibidores de enzimas pertencentes às classes das serino-, metalo- e cisteíno peptidases de relevância médica. Os novos inibidores encontrados serão sequenciados por espectrometria de massas e sintetizados. Com os inibidores sintéticos serão realizados novos experimentos com as peptidases utilizadas para a seleção dos mesmos a fim de determinarmos as constantes e os mecanismos de inibição. Por fim, realizaremos estudos de modelagem e ancoramento dos inibidores em seus respectivos alvos (sítios catalíticos das peptidases) in silico para a avaliação de complementaridade entre os mesmos, permitindo entender e elucidar as interações moleculares que contribuiriam à ação dos compostos, além de fornecer subsídios para o planejamento de novos e potenciais inibidores. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ALBERTO-SILVA, CARLOS; VIEIRA PORTARO, FERNANDA CALHETA; KODAMA, ROBERTO TADASHI; PANTALEAO, HALYNE QUEIROZ; INAGAKI, HIDETOSHI; NIHEI, KEN-ICHI; KONNO, KATSUHIRO. Comprehensive Analysis and Biological Characterization of Venom Components from Solitary Scoliid Wasp Campsomeriella annulata annulata. TOXINS, v. 13, n. 12, DEC 2021. (19/20832-7, 15/13124-5)

KUNIYOSHI, ALEXANDRE KAZUO; KODAMA, ROBERTO TADASHI; CAJADO-CARVALHO, DANIELA; IWAI, LEO KEI; KITANO, EDUARDO; FERNANDES DA SILVA, CRISTIANE CASTILHO; DUZZI, BRUNO; DA SILVA, WILMAR DIAS; PORTARO, FERNANDA CALHETA. Experimental antivenom against serine proteases from the Bothrops jararaca venom obtained in mice, and its comparison with the antibothropic serum from the Butantan Institute. Toxicon, v. 169, p. 59-67, NOV 2019. (15/13124-5, 13/07467-1, 13/15344-7, 12/06677-0, 15/15364-3)

KUNIYOSHI, ALEXANDRE KAZUO; KODAMA, ROBERTO TADASHI; FERREIRA MORAES, LUIS HENRIQUE; DUZZI, BRUNO; IWAI, LEO KEI; LIMA, ISMAEL FEITOSA; CAJADO-CARVALHO, DANIELA; PORTARO, FERNANDA VIEIRA. In vitro cleavage of bioactive peptides by peptidases from Bothrops jararaca venom and its neutralization by bothropic antivenom produced by Butantan Institute: Major contribution of serine peptidases. Toxicon, v. 137, p. 114-119, OCT 2017. (13/07467-1, 15/13124-5, 12/06677-0, 15/15364-3, 13/15344-7)

ROBERTO TADASHI KODAMA; ALEXANDRE KAZUO KUNIYOSHI; CRISTIANE CASTILHO FERNANDES DA SILVA; DANIELA CAJADO-CARVALHO; BRUNO DUZZI; DOUGLAS CEOLIN MARIANO; DANIEL C. PIMENTA; RAFAEL BORGES; WILMAR DIAS DA SILVA; FERNANDA CALHETA VIEIRA PORTARO. A Kunitz-type peptide from Dendroaspis polylepis venom as a simultaneous inhibitor of serine and cysteine proteases. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, v. 26, 2020-10-07. (15/15364-3, 15/13124-5, 13/07467-1, 13/15344-7, 11/02061-1)