VIII Encuentro de Investigadores

Metalopeptidasas de veneno de escorpiones: Clonación molecular de nuevas isoformas y predicción estructural in silico para el estudio de su diversidad catalítica

No programado

20m

Sociedad Científica del Paraguay (Asunción )

Presentación Oral Ciencias de la Salud y Biomedicina;

Ponente

Adolfo Borges Strauss (Centro para el Desarrollo de la Investigación Científica)

Descripción

Los venenos de escorpiones tóxicos, incluyendo especies del Paraguay, contienen neurotoxinas que producen descarga masiva de neurotransmisores y enzimas, incluyendo metalopeptidasas (22-25 kDa) tipo metzincinas, que degradan péptidos como dinorfina A, cuya hidrólisis coadyuva con la neurotoxicidad. A fin de investigar las estructuras primarias y terciarias de metalopeptidasas de escorpiones de importancia médica del género Tityus de América del Sur y América Central, se obtuvieron secuencias de cDNA y se modelaron in silico sus estructuras en unión a la dinorfina para evaluar su posible diversidad catalítica. Las secuencias de cDNA obtenidas mediante RT-PCR y 5´RACE se alinearon con secuencias de Tityus spp. depositadas en bases de datos. El modelado molecular se realizó con Alphafold2, validado mediante diagramas de Ramachandran, parámetros geométricos y estéricos. Las simulaciones de acoplamiento molecular se realizaron empleando GalaxyPepDock, GalaxyRefineComplex y ezCADD. El alineamiento primario localizó residuos conservados con potencial rol catalítico. El alineamiento estructural resultó significativo (RMSD:0,922 Å). La aproximación in silico resultó validada al modelarse las metalopeptidasas Met3 y Met4 enlazando dinorfina, encontrándose valores de energía libre de unión (∆G) y constante de disociación que confirman que Met3 enlaza el péptido más favorablemente que Met4 (P<0,05). Los modelos de acoplamiento molecular para metalopeptidasas de T. serrulatus, T. jaimei, T. pachyurus, T. bahiensis, T. cerroazul, T. cisandinus, T. obscurus y T. carrilloi demostraron afinidades por dinorfina comparables a Met3 (P<0,05). Modelos similares para metalopeptidasas de T. cisandinus y T. discrepans arrojaron parámetros superiores, comparables a Met4 (P<0,05). Las interacciones hidrofóbicas predominaron en el sitio catalítico, con tendencia correlativa positiva (r:0,46) entre ∆G e índice hidrofóbico. Los resultados indican diferente especificidad hacia dinorfina, sugiriendo diversidad catalítica entre metalopeptidasas de diferentes orígenes. El modelado de estas enzimas permitirá el diseño racional de inhibidores específicos a ser usados en conjunto con abordajes inmunoterápicos para el tratamiento del envenenamiento escorpiónico.

Metodología

Se obtuvieron secuencias de cDNA que codifican para metalopeptidasas mediante RT-PCR y 5´RACE, que se alinearon con secuencias de Tityus spp. depositadas en bases de datos. El modelado molecular se realizó con Alphafold2, validado mediante diagramas de Ramachandran, parámetros geométricos y estéricos. Las simulaciones de acoplamiento molecular proteína-péptido se realizaron empleando GalaxyPepDock, GalaxyRefineComplex y ezCADD.

Resultados

El alineamiento primario localizó residuos conservados con potencial rol catalítico. El alineamiento estructural resultó significativo (RMSD:0,922 Å). La aproximación in silico resultó validada al modelarse las metalopeptidasas Met3 y Met4 enlazando dinorfina, encontrándose valores de energía libre de unión (∆G) y constante de disociación que confirman que Met3 enlaza el péptido más favorablemente que Met4 (P<0,05). Los modelos de acoplamiento molecular para metalopeptidasas de T. serrulatus, T. jaimei, T. pachyurus, T. bahiensis, T. cerroazul, T. cisandinus, T. obscurus y T. carrilloi demostraron afinidades por dinorfina comparables a Met3 (P<0,05). Modelos similares para metalopeptidasas de T. cisandinus y T. discrepans arrojaron parámetros superiores, comparables a Met4 (P<0,05). Las interacciones hidrofóbicas predominaron en el sitio catalítico, con tendencia correlativa positiva (r:0,46) entre ∆G e índice hidrofóbico.

Conclusión

Los resultados indican diferente especificidad hacia dinorfina, sugiriendo diversidad catalítica entre metalopeptidasas de diferentes orígenes. El modelado de estas enzimas permitirá el diseño racional de inhibidores específicos a ser usados en conjunto con abordajes inmunoterápicos para el tratamiento del envenenamiento escorpiónico.

Objetivo

Acceder a las secuencias de cDNA de metalopeptidasas de escorpiones de importancia médica del género Tityus de América del Sur y América Central y modelar in silico sus estructuras en unión a la dinorfina a fin de investigar su posible diversidad catalítica.

Introducción

Los venenos de escorpiones bútidos, incluyendo especies del Paraguay, contienen neurotoxinas que producen descarga masiva de neurotransmisores y enzimas, incluyendo metalopeptidasas (22-25 kDa) tipo metzincinas, que degradan péptidos como dinorfina A, cuya hidrólisis coadyuva con la neurotoxicidad.