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Linoleic Hydroperoxides Are Potent Hyperoxidative Agents of Sensitive and Robust Typical 2-Cys Peroxiredoxins

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Cabrera, Vitoria Isabela Montanhero ; Vargas, Sabrina ; de Medeiros, Nathalia Miranda ; Sividanes, Gabrielle Nascimento ; da Silva, Laura Fernandes ; Diniz, Larissa Regina ; Alegria, Thiago Geronimo Pires ; Lago, Joao Henrique Ghilardi ; Toyama, Marcos Hikari ; Miyamoto, Sayuri ; Truzzi, Daniela Ramos ; Netto, Luis Eduardo Soares ; de Oliveira, Marcos Antonio
Número total de Autores: 13
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ANTIOXIDANTS; v. 14, n. 12, p. 21-pg., 2025-11-27.
Resumo

Typical 2-Cys peroxiredoxins (2-Cys Prxs, AhpC/Prx1 subfamily) are ubiquitous thiol peroxidases that efficiently reduce H2O2 and other hydroperoxides via a reactive peroxidatic Cys (CP). Under elevated hydroperoxide levels, CP can be hyperoxidized to sulfinic (CP-SO2H) or sulfonic (CP-SO3H) acids, leading to enzyme inactivation. Notably, eukaryotic 2-Cys Prxs are orders of magnitude more sensitive to hyperoxidation (sensitive Prxs) by H2O2 than their bacterial counterparts (robust Prxs). Sensitivity to hyperoxidation also correlates with the catalytic triad composition: enzymes containing threonine (Thr-Prx) are more prone to hyperoxidation by H2O2 than those with serine (Ser-Prx). While hyperoxidation is reversed in eukaryotes by an enzyme (sulfiredoxin), it is generally considered irreversible in bacteria. Here, we compared the hyperoxidation susceptibility of three typical 2-Cys Prxs: human Prx2 (Thr-Prx, sensitive), P. aeruginosa (Thr-Prx, robust) and S. epidermidis (Ser-Prx, robust) to lipid hydroperoxides derived from linoleic acid, containing one or two peroxide moieties per molecule. Employing structural analysis, molecular simulations and kinetic assays, we found that lipid peroxides proved to be potent hyperoxidizing agents for all 2-Cys Prx tested, inactivating the enzymes up to 10,000 times faster than H2O2. These results may have implications for understanding bacterial oxidative stress responses and antimicrobial resistance. (AU)

Processo FAPESP: 19/17483-0 - Dinitrosilos complexos de ferro (DNICs): formação, reatividade e implicações para a fisiopatologia do óxido nítrico
Beneficiário:Daniela Ramos Truzzi
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 23/12447-1 - Busca de metabólitos especializados oriundos da biodiversidade florística brasileira como candidatos a fármacos para doenças tropicais negligenciadas
Beneficiário:João Henrique Ghilardi Lago
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Regular
Processo FAPESP: 13/07937-8 - Redoxoma
Beneficiário:Ohara Augusto
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
Processo FAPESP: 23/18481-7 - AhpC de Escherichia coli: Substratos orgânicos, inibidores e determinação da estrutura cristalográfica visando aplicações no combate a bactérias patogênicas
Beneficiário:Sabrina Vargas Batista
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Processo FAPESP: 23/01263-7 - Caracterização molecular de substratos biológicos e compostos naturais/sintéticos como inibidores de peroxirredoxinas 2-Cys típicas (AhpC) de bactérias
Beneficiário:Vitória Isabela Montanhero Cabrera
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 25/01281-0 - Ahps de Pseudomonas aeruginosa e peróxidos lipídicos: da defesa antioxidante a subversão do sistema imune do hospedeiro
Beneficiário:Laura Fernandes da Silva
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 17/20291-0 - Caracterização da atividade pró-inflamatória de uma nova serino protease (cdtsp-2) purificada do veneno total de Crotalus durissus terrificus
Beneficiário:Marcos Hikari Toyama
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 21/11225-0 - Estudo da dinâmica de formação de dinitrosilos complexos de ferro (DNICs)
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Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Processo FAPESP: 22/05108-3 - Investigação de substratos biológicos oxidantes de AhpC: aspectos fundamentais e aplicações no combate a bactérias patogênicas.
Beneficiário:Sabrina Vargas Batista
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 17/19942-7 - Busca de inibidores do sistema peroxirredoxina de patógenos e humanos
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Processo FAPESP: 23/14764-4 - Avaliação de peróxidos orgânicos biológicos como inibidores da enzima AhpC e seus efeitos sobre a sobrevivência de Pseudomonas aeruginosa
Beneficiário:Laura Fernandes da Silva
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica