Estudo peptídico e determinação do perfil de metabólitos de venenos de escorpiões da família buthidae: Tityus serrulatus, Tityus bahiensis e Tityus obscurus

Abstract

Numerosos estudos produzidos nos últimos 30 anos, vêm elucidando estruturas e atividades biológicas de vários componentes de venenos animais, demonstrando suas complexas composições. Os venenos de escorpiões são misturas complexas de compostos biologicamente ativos, tais como: compostos de baixa massa molar, peptídeos e proteínas, sendo estas últimas as mais amplamente estudadas. Até então, pouco se conhece sobre os pequenos peptídeos e metabolitos dos venenos de escorpiões, sendo necessárias pesquisas para ampliar esse conhecimento. Este estudo visou a obtenção de um perfil peptídico detalhado dos venenos das espécies T. serrulatus, T. bahienis e T. obscurus, com foco principal nos pequenos peptídeos lineares, antes negligenciados em venenos de escorpiões. A extração em acetonitrila 50 % (v/v) foi uma das diferenças estratégicas para esse objetivo, e a separação e sequenciamento destes peptídeos foram realizados utilizando-se um sistema LCESI- IT-TOF. Os componentes peptídicos dos venenos dos escorpiões estudados estão distribuídos na faixa de massa molar de 400-4000 Da, sendo possível detectar a presença de 521 peptídeos distintos no veneno de T. serrulatus, 460 peptídeos no veneno de T. bahiensis e 517 peptídeos no veneno de T. obscurus. Também foi possível estabelecer os perfis peptídicos dos venenos das três espécies estudadas, assim como obter a sequencia de 66 peptídeos, dos quais alguns apresentaram semelhanças com toxinas já conhecidas de escorpiões. Treze dos novos peptídeos detectados, contendo entre 6 e 19 aminoácidos, foram sintetizados e caracterizados com relação às suas atividades biológicas em ensaios de antibiose, hemólise, desgranulação de mastócitos, LDH, ensaio de campo aberto, dor e inflamação em mamíferos, demonstrando algumas atividades principalmente com relação à hemólise, dor e locomoção de mamíferos. Este trabalho também elucidou o perfil de metabólitos nestes venenos em um sistema LCMS-Q-TOF-MS de maneira qualitativa e quantitativa. Para essa finalidade, foi realizada a padronização das condições cromatográficas com utilização de cromatografia de pareamento iônico para a melhor separação e identificação de compostos tais como aminas biogênicas, poliaminas, aminoácidos, derivados de nucleosídeos, etc., detectados nos venenos. A complexidade química demonstrada no presente trabalho corrobora com o fato de que as moléculas pequenas, tanto peptídeos quanto metabólitos, deverão agir em sinergismo com as grandes toxinas nos venenos, potencializando seus efeitos em vítimas de ferroadas por esses animais.

Numerous studies produced in the last 30 years, come elucidating structures and biological activities of various components of animal venoms, showing their complex compositions. The scorpion venoms are complex mixtures of biologically active compounds, such as low molecular weight compounds, peptides and proteins, the latter being the most widely studied. To the present time not much is known about the small peptides and metabolites of scorpion venoms, requiring research to expand this knowledge. This study aimed to obtain a detailed peptide profile of the venoms of T. serrulatus, T. bahienis and T. obscurus species, focusing primarily on small linear neglected peptides in scorpion venom. The extraction in 50% acetonitrile was one of the strategic differences for this purpose and the separation and sequencing of these peptides were performed "on-line" using an LC-ESI-ITTOF system. The peptide components of the scorpion venoms are distributed along the molar mass range of 400-4000 Da, and in this study we could detect the presence of 521 different peptides in T. serrulatus venom, 460 peptides in T. bahiensis and 517 in T. obscurus. It was also possible to establish the peptide profiles of the venoms of the three species studied, as well as to obtain the sequence of 66 peptides, some of which had similarities to known already toxins of scorpions. Thirteen of the newly detected peptides, containing between 6 and 19 amino acids, were synthesized and characterized with proposal to obtain their biological activities, such antibiosis, hemolysis, mast cell degranulation, LDH, open field test, pain and inflammation in mammals, showing some particularly activities in hemolysis, pain and mammals locomotion. This work also revealed the metabolites profile in these venoms with a LCMS-Q-TOF-MS system for qualitative and quantitative analysis. For this purpose, we standardized the chromatographic conditions with the use of ion pairing chromatography to better separation and identification of compounds such as biogenic amines, polyamines, amino acids, nucleosides derivatives, etc., detected in the venoms. The chemical complexity demonstrated in this study corroborates with the fact that small peptides and metabolites should act in synergism with large toxins in poisonings, increasing its effects on victims by these animals.