Identificação de potenciais inibidores da atividade necrótica e epidermolítica da toxina esfoliativa C de Staphylococcus sciuri por meio do mapeamento de sítios secundários

• Processo: 22/10941-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 10 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 09 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Raghuvir Krishnaswamy Arni
• Beneficiário: Carolina Gismene
• Supervisor: Dieter Willbold
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Forschungszentrum Jülich, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 20/13921-0 - Determinantes estruturais da atividade necrótica e epidermolítica da proteína esfoliativa C (ExhC) de Staphylococcus sciuri, BP.DD
• Assunto(s): Peptídeos Phage display Biologia molecular Staphylococcus
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Epidermiolytic activity | Exfoliative toxin C | Necrotic activity | peptides | phage display | Staphylococcus sciuri | Biologia Molecular

Resumo

Staphylococcus sciuri é uma bactéria comensal e patogênica de significativa relevância clínica e veterinária. Recentemente, uma cepa de S. sciuri foi descrita como o agente etiológico da epidermite exsudativa (EE) em suínos e o principal fator de virulência envolvido nessa manifestação clínica foi a proteína esfoliativa C (ExhC). Essa enzima pertence ao grupo de toxinas esfoliativas (ETs) comumente descritas como glutamil endopeptidases pertencentes à família das quimotripsinas. Entretanto, ao contrário da maioria dos membros desta família, as ETs são inativas contra uma ampla gama de substratos, apresentando alta especificidade à desmogleína-1 (Dsg-1), proteína responsável pela adesão entre uma célula e outra na epiderme. A clivagem de Dsg-1 causa esfoliação da epiderme de mamíferos e aumenta a eficiência de invasão e infecção do hospedeiro por bactérias patogênicas. Essa especificidade ao substrato sugere que, além da tríade catalítica de serino proteinases, outras regiões de superfície desconhecidas das ETs e Dsgs-1 podem ser essenciais para desencadear a atividade esfoliativa. A ExhC apresenta importância adicional visto que, além de causar esfoliação epidérmica em suínos e ratos, também é capaz de induzir necrose em múltiplas linhagens celulares de mamíferos, propriedade até então não observada nas demais ETs. Durante o desenvolvimento do projeto de pesquisa nacional, foram identificados resíduos essenciais para a atividade necrótica e a resolução das estruturas cristalográficas de ExhC selvagem e mutante indicaram a possível localização do sítio de ligação responsável por desencadear a morte de células de mamíferos. Todavia, os sítios de interação entre ExhC e Dsg-1, que desencadeiam a atividade epidermiolítica, ainda são desconhecidos, bem como o(s) substrato(s) celular(es) proteico(s) envolvido(s) na atividade necrótica. Além disso, ainda é necessária a busca por inibidores eficazes contra as atividades funcionais da ExhC. Neste projeto de pesquisa, ensaios de phage display, juntamente com técnicas de biologia computacional e biofísica, serão amplamente explorados para desvendar os principais mecanismos de ação da ExhC, usando sequências peptídicas com alta afinidade de interação, não apenas para inibir a atividade epidermiolítica e/ou necrótica (1), mas também para identificar exosítios e sítios alostéricos dessa toxina (2), domínios críticos de interação entre o ExhC-Dsg-1 para ativação do mecanismo de ação epidermolítico (3) e na busca de proteínas celulares envolvidas na atividade necrótica (4). A estratégia é usar a biblioteca TriCo-16 para rastrear peptídeos de ligação à ExhC. Posteriormente, métodos computacionais de alta precisão irão mapear, selecionar e avaliar a interação proteína-peptídeo para triagem de exosítios, sítios alostéricos e identificação de potenciais inibidores. A identidade das sequências peptídicas com fragmentos de Dsgs-1 e outras proteínas de células de mamíferos também será investigada por análises in silico. Por fim, a baixa, média ou alta afinidade de interação entre ExhC-peptídeos será confirmada pela técnica de Ressonância Plasmônica de Superfície, proporcionando um melhor direcionamento para os ensaios de inibição da atividade necrótica e/ou epidermiolítica de ExhC. (AU)