Estudo comparativo estrutura-mecanismo de ação da Labaditina e seu análogo linear: aplicação de técnicas biofísicas e simulação molecular

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Barbosa, Simone Cristina
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Labaditin; Labaditina.; Mecanismo de ação; Mechanism of Action; Membrana; Membrane; Peptide; Peptídeo
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-21082014-215055/

Labaditina é um decapeptídeo cíclico, hidrofóbico, extraído da Jatropha Multifida, uma planta da família Euphorbiaceae. É mais resistente à degradação proteolítica que seus respectivos isômeros lineares; e forma pontes de hidrogênio internamente, facilitando sua inserção em membrana biológica. Estudos tem mostrado que a restrição conformacional dos peptídeos cíclicos aumenta sua afinidade e especificidade à membrana. Devido à essas características físicas e às atividades biológicas apresentadas, tais como inibição da via clássica do sistema complemento humano in vitro e atividade antibacteriana para Streptococcus mutans, este peptídeo tem ganhado interesse biológico e farmacológico. Sobretudo, ainda não é conhecido seu mecanismo de ação. Devido à isso, os peptídeos Labaditina (Lo) e o análogo linear (L1), estruturalmente diferentes, foram estudados com o objetivo de obter informações quanto ao mecanismo de ação, interação e possíveis alterações estruturais frente a membranas biológicas. O comportamento do Lo e L1 foi avaliado na presença de diferentes composições de lipídios (DPPC, DPPC:Chol (9:1), DPPC:DPPS (8:2)) e de detergentes (SDS e LPC), utilizando sistemas miméticos de membrana: monocamada, micela e lipossomo. Em monocamada, sistema planar, foi observado um aumento da pressão superficial, provavelmente causado pela presença de peptídeo. Nos sistemas compostos por DPPC:Chol e DPPC:DPPS o efeito foi maior na presença do L1, sugerindo interação eletrostática entre o peptídeo e as monocamadas. Já o peptídeo Lo, por não possuir carga, apresentou maior interação com a monocamada de DPPC, por ser zwitteriônica. Resultados similares foram obtidos através do estudo com lipossomos constituídos por DPPC, DPPC:Chol (9:1) e DPPC:DPPS (8:2). Em todos os meios, através da espectrofotometria de fluorescência, foi observado um blue-shift, ou seja, migração do triptofano para um ambiente mais apolar. Para o Lo, isso foi maior na presença de DPPC; para o L1, na presença de DPPC:Chol e DPPC:DPPS. Através do DSC foi observado um aumento da entalpia e diminuição da cooperatividade (t1/2), causado pela presença de peptídeo na bicamada. Em DPPC:Chol (9:1) e DPPC:DPPS esse efeito foi maior na presença do L1; e em DPPC, na presença do Lo, confirmando os resultados anteriores. Essas interações peptídeo-mimético de membrana foram acompanhadas por mudanças conformacionais, observadas através do CD. O peptídeo Lo, tanto em meio aquoso, quanto na presença dos diferentes lipossomos está não-ordenado, entretanto, possui diferenças conformacionais em cada meio. O peptídeo L1 em meio aquoso apresenta estrutura ao acaso com interação entre os triptofanos, porém em DPPC e em DPPC:Chol (9:1) sofre alteração conformacional, distanciando os triptofanos; em DPPC:DPPS (8:2) sofreu alteração para -folha. Isso demonstra que a composição lipídica induz diferentes conformações nos peptídeos e pode afetar seu mecanismo de ação. No estudo com micelas também foi observado interação de ambos os peptídeos com SDS, e também com LPC. Em SDS os estudos sugerem que o L1 está mais inserido no meio apolar que o Lo; já em LPC, o Lo. Esses peptídeos também apresentaram alteração conformacional na presença das micelas. O peptídeo Lo, tanto em SDS, quanto em LPC, apresentou conformação não-ordenada, porém diferentes. Já o peptídeo L1 apresentou conformação -folha na presença de SDS e LPC, porém também com diferenças. Os resultados demonstram que o peptídeo com estrutura linear (L1) possui maior liberdade conformacional. Portanto, alguns fatores dirigem o processo de interação destes peptídeos: conformação e hidrofobicidade. Devido à diferença estrutural (cíclica e linear), esses peptídeos conferem diferentes hidrofobicidades, e isso interfere na conformação da molécula, além do meio lipídico. E finalizando o estudo, foi identificado através da DM que o resíduo de triptofano da posição 2 é o aminoácido mais inserido no meio apolar das micelas, após interação. Assim, um possível mecanismo de interação do peptídeo Lo é baseado, inicialmente, na adsorção do peptídeo na superfície lipídica. Em seguida ocorre a interação hidrofóbica membrana-peptídeo, acompanhada pela inserção do triptofano da posição 2 na região mais profunda da membrana, induzindo alterações conformacionais na molécula mediante a interação, dos outros resíduos, com a membrana.