Estudos estruturais com miotoxinas do tipo fosfolipases A2 homólogas do veneno de serpentes do gênero Bothrops: avanços no entendimento da relação estrutura-função

Abstract

O envenenamento por picadas de serpentes é um importante problema de saúde pública em muitos países tropicais e subtropicais. Aspectos científicos, médicos e sociais relacionados ao envenenamento por serpentes do gênero Bothrops são especialmente importantes no Brasil já que estes animais são responsáveis por aproximadamente 90% dos acidentes ofídicos relatados em nosso país. Um dos principais problemas relacionados ao acidente botrópico é o proeminente dano tecidual local cuja patogênese é complexa e envolve a ação combinada de uma variedade de componentes do veneno. As fosfolipases A2 (PLA2s) são os componentes mais abundantes no veneno e tem papel fundamental quando se trata do estabelecimento de lesão muscular. O presente trabalho descreve estudos estruturais com miotoxinas que adotam enovelamento de PLA2s (PLA2s homólogas) com o objetivo de melhor entender a relação estrutura – função destas toxinas. Para tanto, estudos estruturais por cristalografia de difração de raios X com Lys49-PLA2s de venenos botrópicos complexadas com os inibidores manganês e ácido rosmarínico (AR) foram realizados. A estrutura cristalográfica de uma miotoxina Asp49-PLA2 homóloga complexada com cálcio também foi elucidada. Adicionalmente, o arranjo quaternário de miotoxinas Asp49-PLA2s homólogas do gênero Bothrops foi revisado e características estruturais relevantes para a expressão da miotoxicidade destas proteínas foram apontadas. A estrutura cristalográfica do complexo formado entre uma Lys49-PLA2 e o inibidor AR evidencia que este inibidor interage com a proteína na entrada de uma dos canais hidrofóbicos do dímero protéico, estabelecendo ligações de hidrogênio com átomos dos resíduos Phe3, Lys7, Leu10, Gln11 e Gly15 do monômero com a qual interage. Já no...

Envenoming resulting from snakebites is an important public health problem in many tropical and subtropical countries. Scientific, medical and social aspects related to envenoming by snakes from Bothrops genus are especially important in Brazil because these animals are responsible for approximately 90 % of all ophidian accidents reported in our country. One of the main problems regarding bothropic accidents is a prominent local tissue damage whose pathogenesis is complex and involves the combined action of a variety of venom components. Phospholipases A2 (PLA2s) are the most abundant muscle-damaging components of these venoms playing a central role in the muscle damage establishment. The present work reports structural studies with myotoxins that adopt a PLA2 fold (PLA2- like myotoxins) aiming a better understanding of their structure-function relationship. For this purpose, X-ray crystallographic studies of Lys49-PLA2s from bothropic snake venoms complexed to the inhibitors manganese and rosmarinic acid (RA) were performed. The crystallographic structure of the complex formed between an Asp49-PLA2-like myotoxin and calcium was also solved. Additionally, the quaternary assembly of Asp49-PLA2-like myotoxins from Bothrops genus was reviewed and relevant structural features for their myotoxicity expression were pointed out. The crystallographic structure of the complex formed between a Lys49-PLA2 and the inhibitor RA demonstrates that the inhibitor interacts with the protein in the entrance of one of its hydrophobic channel, establishing hydrogen bonds with atoms of the residues Phe3, Lys7, Leu10, Gln11 and Gly15 of the monomer with which it interacts. For the complex formed between a Lys49-PLA2 and the inhibitor Mn2+ the manganese ion is coordinated by atoms of the... (Complete abstract click electronic access below)