Peptídeos aniônicos presentes na peçonha do escorpião Tityus stigmurus: avaliação estrutural e atividade biológica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Venenos de escorpiões constituem uma rica fonte de peptídeos, que podem ser classificados como peptídeos com ligações dissulfeto e peptídeos sem ligações dissulfeto. Peptídeos aniônicos correspondem aos componentes sem ligações dissulfeto mais abundante na peçonha do escorpião Tityus stigmurus (espécie prevalente no nordeste brasileiro), sendo ricos em resíduos de ácidos aspártico e glutâmico. Esta abordagem apresenta, pela primeira vez, a caracterização estrutural e a avaliação da atividade biológica de um peptídeo aniônico presente na peçonha do escorpião Tityus stigmurus, denominado TanP. A estrutura tridimensional do TanP foi predita por modelagem computacional e refinada por simulações de dinâmica molecular, sendo a estrutura secundária obtida por dicroísmo circular, e estabilidade estrutural avaliada em diferentes meios, pH, temperatura e presença de íons cobre. Além disso, utilizou-se a espectroscopia UV-visível para avaliar a atividade quelante de TanP na presença de cobre. As atividades antimicrobiana, citotóxica, imunomoduladora e antioxidante também foram avaliadas. As análises de CD indicaram uma predominância de conformação randômica em meio aquoso, bem como mudanças estruturais dependentes de pH e temperatura. Os íons cobre, ao se ligarem ao peptídeo, modificaram a estrutura do mesmo. Tais dados corroboraram com o que foi demonstrado na dinâmica molecular. A razão molar de ligação (TanP:cobre) na dinâmica molecular foi 1:5, enquanto no ensaio de reatividade observou-se razões de 1:7 e 1:3, a depender da concentração de TanP na solução. TanP não induziu citotoxicidade para as células normais e cancerígenas testadas, e apresentou capacidade de inibir, in vitro, a liberação de óxido nítrico por macrófagos estimulados por LPS. Desta forma, os resultados sugerem que TanP é um peptídeo promissor para aplicação terapêutica como um agente quelante, bem como agente imunomodulador e antioxidante. Scorpion venoms are a rich source of peptides, which may be classified as disulfide-bridged or non-disulfide-bridged peptides. Among them, there are anionic peptides, rich in aspartic and glutamic acid residues. Despite being the most abundant component in the venom gland of Tityus stigmurus (the prevalent scorpion species in Northeast Brazil), they are poorly characterized in the literature. This work presents, for the first time, structural characterization and biological activity assays of an anionic peptide from the venom of the scorpion T. stigmurus, named TanP. The three-dimensional structure of TanP was obtained by computational modeling and refined by molecular dynamic (MD) simulations. Furthermore, we have performed circular dichroism (CD) analysis to predict TanP secondary structure, and UV-visible spectroscopy to evaluate its chelating activity. CD indicated predominance of random coil conformation in aqueous medium, as well as changes in structure depending on pH and temperature. TanP has chelating activity on copper ions, which modified the peptide’s secondary structure. These results were corroborated by MD data. The molar ratio of binding (TanP:copper) depends on the concentration of peptide. TanP was not cytotoxic to normal or cancer cell lines, and showed an ability to inhibit the in vitro release of nitric oxide by LPS-stimulated macrophages. In this way, the results suggest TanP is a promising peptide for therapeutic application as a chelating, immunomodulatory and antioxidant agent.