Avaliação funcional e estrutural de um novo peptídeo antimicrobiano do escorpião Tityus stigmurus

In Brazil, there is a high incidence of venomous animals. Among them, scorpions are highlighted by their medical importance, and for being their venom a source of several molecules with biological and pharmacological activity not yet fully understood, including several bioactive peptides. Antimicrobial peptides (AMPs) are components of the immune system in prokaryotes and eukaryotes, used in the first line of defense against microorganisms. In the present study, we characterized the first PAM previously identified through transcriptome of the venom gland of the scorpion Tityus stigmurus, named Stigmurin. The characteristics of Stigmurin were investigated by computational modeling and construction of dendrogram. In vitro tests investigated the antibacterial, antifungal, haemolytic and cytotoxic effects of crude venom and Stigmurin. In addition, the structural characteristics of Stigmurin were investigated by circular dochroism in water, 2, 2 , 2- trifluoethanol (TFE) and sodium dodecyl sulfate (SDS) and the models were refined by molecular dynamics simulations. The results showed that the selected sequence encodes a mature protein of 17 amino acid residues and the dendrogram reveals a case of convergent evolution. The crude venom showed no antimicrobial activity, however, Stigmurin exhibited a broad spectrum of antibacterial activity, with minimal inhibitory concentrations (MIC) ranging from 31.25 and 250 µg/mL for different strains, while the hemolytic activity at these concentrations was low. In cytotoxicity studies, the crude venom was unable to reduce cell viability in VERO E6 cells; in contrast, its activity in SiHa cells was significantly higher, corresponding to IC50 of 3.6 µg/mL. For Stigmurin the concentration sable to decrease cell viability of Vero E6 and SiHa cells in 50% were 275.67 µg/mL and 212.54 µg/mL, respectively. The dichroism spectra revealed the conformational flexibility, with predominating extended and β–sheet structures, as well as a remark able renaturation ability. The results suggest that Stigmurin could be considered as a potential antiinfective drug

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

No Brasil, é grande a incidência de animais peçonhentos, dentre os quais se destacam os escorpiões por sua importância médica, sendo sua peçonha fonte de diversas substâncias químicas com atividades biológicas e farmacológicas ainda não compreendidas, incluindo diversos peptídeos bioativos. Peptídeos antimicrobianos (PAMs) são componentes do sistema imune de procariotos e eucariotos utilizados como primeira linha de defesa contra micro-organismos. No presente trabalho, foi caracterizado o primeiro PAM do escorpião Tityus stigmurus, nomeado Stigmurina, previamente identificado por meio do transcriptoma da glândula de veneno desta espécie. As características da Stigmurina foram investigadas por modelagem computacional e construção de dendrograma. Além disso, as características estruturais da Stigmurina foram investigadas por dicroísmo circular em água, em 2, 2, 2- trifluoethanol (TFE) e em dodecil sulfato de sódio (SDS) e os modelos refinados por simulações de dinâmica molecular. Testes in vitro foram empregados para investigar a atividade antibacteriana, antifúngica, hemolítica e citotóxica do veneno bruto e da Stigmurina. Os resultados mostraram que a sequência selecionada codifica uma proteína madura com 17 resíduos de aminoácidos e o dendrograma revela um caso de convergência evolutiva. Os espectros de dicroísmo demonstraram flexibilidade conformacional, predominando estrutura estendida e β–folha, além de notável capacidade de renaturação. A peçonha bruta não apresentou atividade relevante nos testes antimicrobianos para as concentrações testadas. No entanto, a Stigmurina mostrou um amplo espectro de atividade antibacteriana, com concentrações inibitórias mínimas (CIMs) entre 31,25μg/mL a 250 μg/mL para diferentes micro-organismos, enquanto que os resultados para a avaliação da atividade hemolítica nestas concentrações foram baixas. Nos estudos de citotoxicidade, a peçonha bruta foi incapaz de reduzir a viabilidade celular em células VERO E6, porém sua toxicidade em células SiHa foi significativamente superior, correspondendo a uma IC50 de 3,6 μg/mL. Já nos testes com a Stigmurina, as concentrações capazes de reduzir a viabilidade celular das células VERO E6 e SiHa em 50% foram de 275,67 μg/mL e 212,54 μg/mL, respectivamente.Os resultados sugerem que a Stigmurina poder ser considerada como um potencial medicamento anti-infeccioso.