Production, characterization and structural analysis of proteins from Corynebacterium pseudotuberculosis and snake venoms

Abstract

Corynebacterium pseudotuberculosis (C. pseudotuberculosis) is the etiological agent of Caseous Lymphadenitis (CLA), a disease that affects different groups of animals worldwide, specifically sheep and goat production areas, which result a significant economic losses. These bacteria even infect humans; to date 25 different cases of infections in humans are reported in the literature. Currently, no efficient treatment for this disease is available neither a crystallographic structure of any protein from C. pseudotuberculosis that could assist in better understanding of the mechanism of action of this pathogen. In the present study, we have expressed and purified key proteins that play a major role in the metabolism of this pathogen. Plasmids of three different proteins from C. pseudotuberculosis were designed. Triose phosphate isomerase (TIM) is an active enzyme of glycolytic pathway, which is one of the main energy supplier enzymes for the organisms. This enzyme was expressed, purified and crystallized, the crystal structure was determined at 2.5 Å. Thioredoxin reductase (TrxR), and Thioredoxin (Trx) are the part of thioredoxin (redox) system, in which the thioredoxin act as a substrate for the TrxR. These enzymes have a diverse function in organisms. These enzymes were expressed, purified and characterized. Snake venom proteins were also investigated in this study; five different proteins from genus Bothrops were purified and crystallized. The crystal structure of Atroxlysin-I was determined at 1.8 Å resolutions and compared with different metalloproteinases-I, deposited to PDB

Corynebacterium pseudotuberculosis (C. pseudotuberculosis) é o agente etiológico da linfadenite caseosa (CLA), uma doença que afeta diferentes grupos de animais em todo o mundo, especificamente áreas de produção de ovinos e caprinos, que causam perdas econômicas significativas. Estas bactérias podem infectar humanos, e 25 casos de infecções em humanos foram relatados na literatura. Atualmente, não há nenhum tratamento eficiente para esta doença e também não existem estruturas cristalográficas de proteínas de C. pseudotuberculosis que possam ajudar a compreender melhor o mecanismo de ação desse patógeno. No presente estudo, foram expressas e purificadas proteínas-chave que desempenham papéis importantes no metabolismo deste patógeno. Três proteínas de C. pseudotuberculosis foram expressas e purificadas. Triose fosfato isomerase (TIM) é uma enzima ativa da via glicolítica, sendo uma das principais enzimas envolvidas no fornecimento de energia para o organismo. Esta enzima foi expressa purificada e cristalizada. Tiorredoxina redutase (TrxR) e Tioredoxina (Trx) participam do sistema tioredoxina (redox), em que o Trx atua como um substrato para o TrxR. Estas enzimas têm diversas funções nos organismos. Estas enzimas foram expressas, purificadas e caracterizadas. A estrutura cristalográfica da TIM foi determinada a 2,5 Å. Proteínas de veneno de serpente, também foram investigados neste estudo, e cinco proteínas diferentes do gênero Bothrops foram purificados e cristalizadas. A estrutura cristalina da Atroxlysin-I foi determinada a 1,8 Å de resolução e foi comparada com diferentes metaloproteinases-I que foram depositados no PDB