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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-9765-286X
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Embargo Date: 2021-01-10
Title: Estudo comparativo do efeito leishmanicida de duas L-aminoácido oxidases isoladas de peçonhas botrópicas
Alternate title (s): Comparative study of the leishmanicidal effect of two L-amino acid oxidases isolated from botropic venoms
Author: Barbosa, Luana Gonçalves
First Advisor: Rodrigues, Renata Santos
First coorientator: Costa, Tássia Rafaella
First member of the Committee: Lopes , Daiana Silva
Second member of the Committee: Nunes , Débora Cristina de Oliveira
Summary: L-aminoácido oxidases são flavoenzimas oxidorredutases que utilizam L-aminoácidos como substrato, para catálise estereoespecífica em α-cetoácidos, liberando amônia (NH3) e peróxido de hidrogênio (H2O2). As SV-LAAOs (Snake Venom L-Amino Acid Oxidases) apresentam composição variada em peçonhas de diferentes espécies e são consideradas enzimas multifuncionais. São geralmente homodiméricas, com massas moleculares variando entre 12-150 kDa, e possuem efeitos biológicos bactericidas, antivirais, antitumorais e antiparasitários, comumentes atribuídos ao H2O2 formado. O objetivo deste trabalho foi comparar o efeito antiparasitário em duas espécies do gênero Leishmania, ocasionado por duas SV-LAAOs botrópicas isoladas de duas espécies diferentes. As SV-LAAOs BjussuLAAO-II e BmooLAAO foram isoladas através dos passos cromatográficos de exclusão molecular em Shephacryl S-100; interação hidrofóbica em Phenyl Sepharose e afinidade em Benzamidina Sepharose. As enzimas purificadas apresentaram alta atividade específica de LAAO, com 3481,17 U/mg/min para BjussuLAAO-II e 4924,77 U/mg/min para BmooLAAO. O alinhamento com a sequência referência ATU85535.1 (SV-LAAO de B. moojeni), demostrou identidade de 96.2% para BjussuLAAO-II e 93.4% para BmooLAAO, além de 91.59% entre BjussuLAAO-II e BmooLAAO. Análises das modificações pós-traducionais presentes nas duas enzimas exibiram diferentes quantidades de modificações para as duas, sendo para BjussuLAAO-II e para BmooLAAO. Ademais, a modelagem molecular do sítio de ligação do FAD demonstrou uma região bem conservada na referência ATU85535.1 e nas SV-LAAOs estudadas. Os ensaios de citotoxicidade realizados nas espécies Leishmania (Leishmania) amazonensis e Leishmania (Viannia) braziliensis apresentaram alta citotoxicidade das duas SV-LAAOs testadas, mesmo em baixas concentrações. As SV-LAAOs estudadas revelaram menor atividade específica de LAAO utilizando como substrato o meio LIT completo; mas interessantemente, apesar da mesma concentração de BjussuLAAO-II e BmooLAAO produzir quantidade semelhante de H2O2, foi observado diferentes efeitos citotóxicos nos tratamentos dos parasitos. Além disso, as SV-LAAOs deste trabalho expressaram efeitos antiproliferativos e de interferência no potencial mitocondrial (∆Ψm) dos parasitos. Na análise das espécies reativas de oxigênio (EROs) intracelular, surpreendentemente a BjussuLAAO-II aumentou a produção de EROs somente da espécie L. (L.) amazonensis, enquanto que a BmooLAAO atuou exclusivamente em L. (V.) braziliensis, evidenciando uma certa especificidade das SV-LAAOs estudadas.
Abstract: L-amino acid oxidases are oxidoreductases flavoenzymes that use L-amino acids as substrate for stereospecific catalysis in α-keto acids, releasing ammonia (NH3) and hydrogen peroxide (H2O2). SV-LAAOs (Snake Venom L-Amino Acid Oxidases) show a varied composition in venoms of different species and are considered multifunctional enzymes. They are generally homodimeric, with molecular masses ranging from 12-150 kDa, and have bactericidal, antiviral, antitumor and antiparasitic biological effects commonly attributed to the formed H2O2. The aim of this study was to compare the antiparasitic effect on two species of the Leishmania genus, caused by two isolated botropic SV-LAAOs from two different species. SV-LAAOs BjussuLAAO-II and BmooLAAO were isolated by molecular exclusion chromatographic steps on Shephacryl S-100; hydrophobic interaction in Phenyl Sepharose and affinity in Benzamidine Sepharose. Purified enzymes showed high LAAO specific activity, with 3481.17 U/mg/min for BjussuLAAO-II and 4924.77 U/mg/min for BmooLAAO. Alignment with the reference sequence ATU85535.1 (SV-LAAO of B. moojeni) showed 96.2% identity for BjussuLAAO-II and 93.4% for BmooLAAO, and 91.59% between BjussuLAAO-II and BmooLAAO. Analyzes of the post-translational modifications present in the two enzymes showed different amounts of modifications for both, being for BjussuLAAO-II and for BmooLAAO. In addition, the molecular modeling of the FAD binding site demonstrated a well conserved region in reference ATU85535.1 and SV-LAAOs studied. Cytotoxicity assays performed on Leishmania (Leishmania) amazonensis and Leishmania (Viannia) braziliensis showed high cytotoxicity of the two SV-LAAOs tested, even at low concentrations. The SV-LAAOs studied showed lower LAAO specific activity using as substrate the complete LIT medium; but interestingly, despite the same concentration of BjussuLAAO-II and BmooLAAO producing similar amount of H2O2, different cytotoxic effects were observed in the parasite treatments. In addition, the SV-LAAOs of this work expressed antiproliferative and interference effects on mitochondrial potential (∆Ψm) of parasites. In the analysis of intracellular reactive oxygen species (ROS), surprisingly, BjussuLAAO-II increased the production of ROS only from L. (L.) amazonensis, whereas BmooLAAO acted exclusively on L. (V.) braziliensis, showing a certain specificity of the SV-LAAOs studied.
Keywords: L-aminoácido oxidases
SV-LAAOs
estresse oxidativo
Leishmania Leishmania amazonensis
Leishmania Viannia braziliensis
L-amino acid oxidases
oxidative stress
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: BARBOSA, Luana Gonçalves. Estudo comparativo do efeito leishmanicida de duas L-aminoácido oxidases isoladas de peçonhas botrópicas. 2019. 84 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2098
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2098
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26944
Date of defense: 25-Jul-2019
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