Caracterização de gicosilações em toxinas do veneno de três espécies de aranhas de importância médica do gênero Loxosceles
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
Título alternativo
Characterization of glycosylations in toxins from the venom of three medically significant spider species of the genus Loxosceles
Primeiro orientador
Membros da banca
Giuseppe Palmisano
Carlos Delfin Chávez Olortegui
Carlos Delfin Chávez Olortegui
Resumo
O loxoscelismo, sintomatologia causada pelo envenenamento por aranhas Loxosceles, é um
problema de saúde pública no Brasil atingindo cerca de 8 mil vítimas por ano. Apesar do
avanço na caracterização das toxinas destes venenos, pouco se sabe sobre o papel de
modificações pós-traducionais (PTMs) e sua relação com a fisiopatologia do
envenenamento. Dentre as PTMs, a glicosilação é uma das mais frequentemente presentes
em proteínas animais e sua presença está relacionada, entre outras, com a estabilidade,
solubilidade, interação celular e molecular de proteínas. Dado à sua importância e às
escassas evidências experimentais da presença e papel destas PTMs em toxinas de
artrópodes, nosso grupo se propõe, neste trabalho, a investigar a predominância e
características desta modificação em toxinas do veneno de Loxosceles. A fim de ter uma
visão geral da presença das glicoproteínas no veneno, através de eletroforese bidimensional
corada por um corante glicoespecífico (ProQ Emerald), vimos que de 17 a 43% dos spots na
faixa molecular de importantes proteínas com atividade biológica no envenenamento, como
fosfolipases D, metaloproteases e hialuronidases foram marcados como glicosilados com
diferentes perfis nas três espécies estudadas. Além disso, ao utilizar um ensaio de lectina
ligada a enzima a fim de verificar a reatividade dos venenos pelas mesmas, foi observada a
reatividade com ConA, PNA, DBA, e SNA sugerindo a presença de N- e O-glicosilações.
Essa presença foi confirmada pela análise de peptídeos glicosilados, obtidos por
glicoproteômica bottom-up, contra o banco de sequências customizado pelo nosso grupo,
utilizando o software Byonic. Considerando as 3 espécies, 100 sequências sem redundância
de peptídeos N- e O-glicosilados foram encontradas em proteínas, como serino e
metaloproteases, e fosfolipases D e A2. Esses sítios de glicosilação podem conter de 1 a 22
glicoformas não redundantes. As estruturas de N-glicosilações encontradas foram em sua
maioria paucimanoses, contudo também foi observada a presença de oligomanoses e
estruturas complexas/híbridas. Esses achados são uma importante contribuição para o atual
conhecimento sobre essas moléculas e indicam a importância das glicosilações nesta
peçonha e abrem questionamentos a respeito de seu papel no desfecho do loxoscelismo.
Abstract
Loxoscelism, symptomatology envenomation by Loxosceles spiders, is a public health issue
in Brazil, affecting around 8,000 victims annually. Despite advances in the characterization of
the toxins of these venoms, little is known about the role of post-translational modifications
(PTMs) and their relationship with the pathophysiology of envenomation. Among PTMs,
glycosylation is one of the most frequently present in animal proteins, and its presence is
related, among others, to the stability, solubility, cellular and molecular interaction of proteins.
Given their importance and the scarce experimental evidence of the presence and role of
these PTMs in arthropod toxins, our group proposes, in this work, to investigate the
predominance and characteristics of this modification in Loxosceles venom toxins. In order to
have an overview of the presence of glycoproteins in the venom, through two-dimensional
electrophoresis stained with a glycospecific dye (ProQ Emerald), we saw that from 17 to 43%
of the spots in the molecular range of essential proteins with biological activity in
envenomation, such as phospholipases D, metalloproteases and hyaluronidases were
marked as glycosylated with different profiles in the three studied species. Furthermore,
when using an Enzyme-linked lectin assay in order to verify the reactivity of the venoms by
them, reactivity with ConA, PNA, DBA, and SNA was observed, suggesting the presence of
N- and O-linked glycosylations. This presence was confirmed by the analysis of glycosylated
peptides, obtained by bottom-up glycoproteomics, against the sequence bank, customized
by our group, using the Byonic software. Considering the three species, 100 sequences
without redundancy of N- and O-linked glycosylated peptides were found in proteins, such as
serine and metalloproteases, and phospholipases D and A2. These glycosylation sites can
contain from 1 to 22 non-redundant glycoforms. The N-linked glycosylation structures found
were mostly paucimannose, however, the presence of oligomannose and complex/hybrid
structures was also observed. These findings contribute to the current knowledge about
these molecules, indicating the importance of glycosylations in this venom and raising
questions about their role in the outcome of loxoscelism.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Venenos de Aranha, Proteômica, Processamento de Proteína Pós-Traducional, Glicosilação
Palavras-chave
Loxosceles, Proteínas, Modificações pós-traducionais (PTMs), Glicosilação, Proteômica
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