Venenos de serpentes do gênero Bothrops: impacto da glicosilação na complexidade dos proteomas e função de toxinas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Costa, Carolina Brás
• 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: Ácido siálico; Bothrops; Espectrometria de massas; Glicoproteômica; Glycoproteomics; Mass spectrometry; Proteólise; Proteolysis; Sialic acid; Snake venom; Veneno de serpente
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-06092022-123853/

A variabilidade estrutural é uma característica das proteínas de venenos de serpentes, e a glicosilação é uma das principais modificações pós-traducionais que contribui para a diversificação de seus proteomas. Recentes estudos de nosso grupo demonstraram que venenos do gênero Bothrops são marcadamente definidos pelo seu conteúdo de glicoproteínas, e que a maioria das estruturas de N-glicanos dos tipos híbrido e complexo identificados em oito venenos deste gênero contêm unidades de ácido siálico. Em paralelo, em glicoproteínas do veneno de B. cotiara foi identificada a presença de uma estrutura de N-acetilglicosamina bissecada. Assim, com o objetivo de investigar a variação do conteúdo de glicoproteínas, assim como os mecanismos envolvidos na geração dos diferentes venenos de Bothrops, neste estudo foram analisados comparativamente os glicoproteomas de nove venenos do gênero Bothrops (B. atrox, B. cotiara, B. erythromelas, B. fonsecai, B. insularis, B. jararaca, B. jararacussu, B. moojeni e B. neuwiedi). As abordagens glicoproteômicas envolveram cromatografia de afinidade e ensaio de pull-down utilizando, respectivamente, as lectinas SNA (aglutinina de Sambucus nigra) e MAL I (lectina de Maackia amurensis), que mostram afinidade por unidades de ácido siálico nas posições, respectivamente, α2,6 e α2,3; e cromatografia de afinidade com a lectina PHA-E (eritroaglutinina de Phaseolus vulgaris), que reconhece N-acetilglicosamina bissecada. Ainda, eletroforese de proteínas, blot de lectina, e identificação de proteínas por espectrometria de massas foram empregadas para caracterizar os glicoproteomas. As lectinas geraram frações dos venenos enriquecidas de diferentes componentes, onde as principais classes de glicoproteínas identificadas foram metaloprotease, serinoprotease, e L-amino ácido oxidase, além de outras enzimas pouco abundantes nos venenos. Os diferentes conteúdos de proteínas reconhecidas por essas lectinas, com especificidades distintas, ressaltaram novos aspectos da variabilidade dos subproteomas de glicoproteínas desses venenos, dependendo da espécie. Ainda, considerando que metaloproteases e serinoproteases são componentes abundantes nesses venenos e fundamentais no quadro de envenenamento botrópico, e que estas enzimas contêm diversos sítios de glicosilação, o papel das unidades de ácido siálico na atividade proteolítica das mesmas foi avaliado. Assim, a remoção enzimática de ácido siálico (i) alterou o padrão de gelatinólise em zimografia da maioria dos venenos, (ii) diminuiu a atividade proteolítica de alguns venenos sobre o fibrinogênio e a atividade coagulante do plasma humano de todos os venenos, e (iii) alterou o perfil de hidrólise de proteínas plasmáticas pelo veneno de B. jararaca, indicando que este carboidrato pode desempenhar um papel na interação das proteases com seus substratos proteicos. Em contraste, o perfil da atividade amidolítica dos venenos não se alterou após a remoção de ácido siálico e incubação com o substrato Bz-Arg-pNA, indicando que ácido siálico não é essencial em N-glicanos de serinoproteases atuando sobre substratos não proteicos. Em conjunto, esses resultados expandem o conhecimento sobre a variabilidade de proteomas de venenos do gênero Bothrops e apontam a importância das cadeias de carboidratos contendo ácido siálico nas atividades enzimáticas das proteases desses venenos.