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Desvendando o conteúdo de proteopeptídeos das gotículas da seda da teia da aranha e caracterização funcional das toxinas dessa teia

Processo: 18/21579-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2019
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Pesquisador responsável:Mario Sergio Palma
Beneficiário:Franciele Grego Esteves
Supervisor no Exterior: Glenn Frederick King
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Queensland, Brisbane (UQ), Austrália  
Vinculado à bolsa:17/10373-0 - Perfilagem peptidômica e caracterização estrutural-funcional das vesículas lipídicas presentes na teia da aranha Nephila clavipes, BP.DR
Assunto(s):Neurotoxinas   Produtos naturais   Química de macromoléculas

Resumo

As aranhas construtoras de teias osbitais evoluíram a capacidade de sintetizar fios adesivos para aumentar a eficiência de seu arsenal químico para capturar, paralisar e/ou matar suas presas. Estes fios adesivos estão presentes na espiral de captura das teias, revestidos por uma solução viscosa que cobre todo o comprimento das fibras de seda em forma de gotículas, as quais contêm muitas vesículas em suspensão, que aprisionamem seu interior uma solução contendo proteínas, peptídeos e compostos de baixas massas moleculares. Diferentes abordagens omicas combinando cromatografia gasosa e lquida acoplada a espectrometria de massa (GC-MS; LC-ESI-MS/MS) tem identificado compostos tóxicos na espiral de captura, indicando o envolvimento destas toxinas na captura de presas pela teia. Uma vez que essas toxinas foram identificadas na teia, nossos dados anteriores demonstraram que elas são estruturalmente semelhantes a toxinas isoladas de venenos de aranhas e escorpiões, e até mesmo a venenos de Conus. Muitos estudos mostraram que os venenos de aranhas contêm proteínas e peptídeos com propriedades inseticidas que podem atuar nos canais iônicos neuronais e receptores em vertebrados e invertebrados. Considerando esses estudos e a presença de toxinas na seda da teia, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial de toxicidade do extrato bruto da seda da teia, bem como dos peptídeos purificados semelhantes à toxina, no sistema nervoso de insetos. Para este propósito, serão utilizados ensaios de eletrofisiologia "two-electrode voltage clamp (TEVC)" e "whole-cell patch-clamp" para avaliar as atividades das toxinas contra uma ampla gama de canais iônicos. Além disso, será realizada a análise por MALDI-Imaging das gotículas da seda da teia, a fim de investigar o conteúdo tóxico aprisionados pelas vesículas lipídicas extracelulares suspensas no interior aquoso destas gotículas na seda da teia. Os resultados deste estudo incluirão: (i) uma melhor compreensão da interação química e ecológica desses compostos na captura de presas pela teia da aranha Nephila sp.; (ii) possibilidade da aplicação das recém descobertas toxinas de canal iônico como ferramentas farmacológicas ou como alvo para o desenvolvimento de inseticidas seletivos.