Estudos estruturais e de atividades biológicas do soyuretox, um peptídeo derivado de urease. Zebrafish (Danio rerio) como modelo de estudo do peptídeo

Abstract

Ureases (ureia amido-hidrolases; EC 3.5.1.5) são enzimas níquel dependentes, amplamente distribuídas em bactérias, fungos e plantas, que catalisam a hidrólise da ureia à amônia e dióxido de carbono. O jaburetox é um peptídeo derivado de uma isoforma de urease da planta Canavalia ensiformis. Estruturalmente, o jaburetox é um peptídeo intrinsecamente desordenado, demonstrado por ferramentas in silico de bioinformática, e experimentalmente, por dicroísmo circular (CD) e ressonância magnética nuclear (RMN). Diversas propriedades biológicas do jaburetox já foram descritas, tais como atividade inseticida, capacidade de interagir com bicamadas lipídicas, efeito fungitóxico, dentre outras. O soyuretox é um peptídeo colinear ao jaburetox, porém derivado da urease ubíqua de soja. Um dos objetivos dessa tese foi realizar estudos estruturais do peptídeo soyuretox por CD e RMN, que revelaram sua natureza intrinsecamente desordenada e aumento no conteúdo de estrutura secundária na presença de micelas de SDS. Propriedades biológicas do soyuretox foram avaliadas. O peptídeo tem atividade entomotóxica, induzindo agregação de hemócitos de Rhodnius prolixus, o vetor da doença de Chagas, tanto in vivo como in vitro. O efeito fungitóxico do soyuretox na levedura Candida albicans envolve a produção de ânions superóxido, sendo o peptídeo imunolocalizado ligado na superfície da levedura. Por fim, foram avaliados os efeitos comportamentais e morfológicos do soyuretox em larvas de zebrafish (Danio rerio), visando aprofundar o entendimento do mecanismo de ação tóxica e o perfil toxicológico dessa molécula, que apresenta potencial biotecnológico como biopesticida.

Ureases (urea amidohydrolases, EC 3.5.1.5) are nickel-dependent enzymes, widely spread in bacteria, fungi and plants, which catalyze the hydrolysis of urea to ammonia and carbon dioxide. Jaburetox is a peptide derived from a urease isoform of the Canavalia ensiformis plant. Structurally, jaburetox is an intrinsically disordered peptide, demonstrated by bioinformatics tools, and experimentally, by circular dichroism (CD) and nuclear magnetic resonance (NMR). Several biological properties of jaburetox have already been described, such as insecticidal activity, ability to interact with lipid bilayers, fungitoxic effect, among others. Soyuretox is a peptide colinear to jaburetox derived from the soybean ubiquitous urease. One of the objectives of this thesis was to carry out structural studies of the soyuretox peptide by CD and NMR, which revealed its intrinsically disordered nature and that its secondary structure content is modified in the presence of SDS micelles. Biological properties of soyuretox were evaluated. The peptide has entomotoxic activity, inducing aggregation of hemocytes from Rhodnius prolixus, the vector of Chagas disease, both in vivo and in vitro. The fungitoxic effect of soyuretox on yeast Candida albicans involves the production of superoxide anions, and the peptide was immunolocalized on the surface of the yeast. Finally, the behavioral and morphological effects of soyuretox on zebrafish larvae (Danio rerio) were evaluated, aiming to deepen the understanding of the mechanism of toxic action and the toxicological profile of this molecule, which presents biotechnological potential as a biopesticide.