Partial purification and functional characterization of Ts19 Frag-I, a novel toxin from Tityus serrulatus scorpion venom

Abstract

BackgroundThe yellow scorpion Tityus serrulatus (Ts) is responsible for the highest number of accidents and the most severe scorpion envenoming in Brazil. Although its venom has been studied since the 1950s, it presents a number of orphan peptides that have not been studied so far. The objective of our research was to isolate and identify the components present in the fractions VIIIA and VIIIB of Ts venom, in order to search for a novel toxin. The major isolated toxins were further investigated for macrophage modulation.MethodsThe fractions VIIIA and VIIIB, obtained from Ts venom cation exchange chromatography, were rechromatographed on a C18 column (4.6 × 250 mm) followed by a reversed-phase chromatography using another C18 column (2.1 × 250 mm). The main eluted peaks were analyzed by MALDI-TOF and Edman’s degradation and tested on macrophages.ResultsThe previously described toxins Ts2, Ts3-KS, Ts4, Ts8, Ts8 propeptide, Ts19 Frag-II and the novel peptide Ts19 Frag-I were isolated from the fractions VIIIA and VIIIB. Ts19 Frag-I, presenting 58 amino acid residues, a mass of 6,575 Da and a theoretical pI of 8.57, shares high sequence identity with potassium channel toxins (KTx). The toxins Ts4, Ts3-KS and the partially purified Ts19 Frag-I did not produce cytotoxic effects on macrophage murine cells line (J774.1). On the other hand, Ts19 Frag-I induced the release of nitric oxide (NO) by macrophages, while Ts4 and Ts3-KS did not affect the NO production at the tested concentration (50 μg/mL). At the same concentration, Ts19 Frag-I and Ts3-KS increased the production of interleukin-6 (IL-6). Ts19 Frag-I and Ts4 did not induce the release of IL-10, IL-1β or tumor necrosis factor-α by macrophage cells using the tested concentration (50 μg/mL).ConclusionsWe partially purified and determined the complete sequence and chemical/physical parameters of a new β-KTx, denominated Ts19 Frag-I. The toxins Ts4, Ts3-KS and Ts19 Frag-I showed no cytotoxicity toward macrophages and induced IL-6 release. Ts19 Frag-I also induced the release of NO, suggesting a pro-inflammatory activity.

Expressão heteróloga e caracterização de duas toxinas do escorpião Tityus serrulatus

“…Essas podem ser ligadas às células de Pichia ou secretadas pelas mesmas após condições de estresse, que incluem a presença do metanol, deficiência de nutrientes no meio de cultivo (principalmente bases nitrogenadas) e presença de componentes tóxicos (MACAULEY-PATRICK et al, 2005).…”

Isolamento, caracterização molecular e funcional de uma nova toxina presente na peçonha do escorpião Tityus serrulatus

“…Neurotoxinas são capazes de interferir na permeabilidade iônica de membranas de células excitáveis, por interagirem especificamente com canais para Na + , K + , Ca 2+ e Cldependentes de voltagem, sendo assim frequentemente utilizadas como ferramentas para o estudo de estrutura e função desses canais (Alvarenga et al, 2012;Cologna et al, 2009;Cologna et al, 2011;Lima et al, 2015;Pucca et al, 2014).…”

“…Essa nova toxina isolada da peçonha do Ts demonstrou ter sequência idêntica a parte C-terminal da Ts19 (Uniprot ID:P86822), toxina já descrita na literatura, cuja a sequência foi determinada através da técnica de transcriptoma da glândula da peçonha de Ts (Alvarenga et al, 2012). Assim, a nova toxina foi nomeada com Ts19 Frag-II (Ts19 Fragmento II), devido ao fato da Ts19 Frag-I (constituída por 58 resíduos aminoácidos) já ter sido identificada pelo nosso grupo (Lima et al, 2015) (Fig. 32).…”

“…Frag-II (8 µg) aumentou significativamente a produção de NO. Recentemente, nosso grupo relatou que a toxina Ts19 Frag-I é capaz de induzir a liberação de NO no sobrenadante de culturas de macrófagos peritoneais murinos (J774.1) (Lima et al, 2015). Sabendo que a toxina Ts19 Frag-II difere da Ts19 Frag-I em apenas 9 resíduos de aminoácidos, este resultado já era esperado.…”

Purificação e caracterização de peptídeos presentes no veneno do escorpião >i<Tityus serrulatus>/i<

“…serrulatus (CUPO et al, 1994, BUCARETCHI et al, 2014CUPO, 2015). A gênese da patologia relacionada ao edema pulmonar é complexa e envolve mecanismos cardiogênicos e os não cardiogênicos, além de outros ainda não descritos ou caracterizados (AMARAL et al, 1993;DE MATOS et al, 1997;SILVA et al, 2005;PUCCA et al, 2015a (ALVARENGA et al, 2012;CERNI et al, 2016;LIMA et al, 2015;MARTIN-EAUCLAIRE et al, 2016 O primeiro inibidor do tipo kunitz foi isolado e caracterizado a partir da soja em 1945 (MOSOLOV;VALUEVA, 2005). Os inibidores do tipo kunitz são bem estudados e vários trabalhos científicos sobre esta família de inibidores de serino proteases estão disponíveis na literatura.…”