Síntese, caracterização e estudos de interação de um análogo da antitoxina CcdA empregando fluorescência no estado estacionário

Abstract

Recebido em 15/5/09; aceito em 23/11/09; publicado na web em 25/3/10 SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND INTERACTION STUDIES OF AN ANALOG OF CcdA ANTITOXIN BY STEADY STATE FLUORESCENCE. Toxin-antitoxin (TA) systems contribute to plasmid stability by a mechanism called post-segregational killing. The ccd was the first TA system to be discovered with CcdB being the toxin and CcdA the antitoxin. CcdA, an 8.3 kDa protein, interacts with CcdB (11.7 kDa), preventing the cytotoxic activity of CcdB on the DNA gyrase. As an approach to understanding this interaction, CcdA41, a polypeptide derived from CcdA, was synthesized by solid-phase methodology and its interaction with CcdB was analyzed by steady state fluorescence. CcdA41 formed a stable complex with CcdBET2, a peptide based on CcdB, the more recently described bacterial topoisomerase inhibitor.Keywords: bacterial toxin; peptides; fluorescence. INTRODUÇÃOA viabilidade de células bacterianas que abrigam plasmídeos com baixo número de cópias é potencialmente comprometida pela presença de produtos codificados por genes plasmidiais, que são tó-xicos para a célula. Células que carregam tais plasmídeos sobrevivem porque estes codificam, além da toxina, um segundo produto que age como um antídoto.1 Esses produtos são codificados por dois genes organizados em um mesmo operon, e constituem os denominados sistemas toxina-antitoxinas (sistemas TA). 2A expressão dos genes TA é autorregulada em nível transcricional; a antitoxina age como um repressor e a toxina geralmente como um correpressor, contribuindo assim com a estabilidade do plasmídeo, por um mecanismo denominado morte pós-segregacional. A antitoxina é uma proteína instável degradada por uma protease ATP-dependente, enquanto a toxina é uma proteína estável que inibe um processo celular essencial. Essa diferença de estabilidade e a meia vida in vivo das duas proteínas é a chave para a funcionalidade dos sistemas TA. 3Após a divisão celular, cada célula filha vai herdar alguns dos complexos toxina-antitoxinas do citoplasma. Quando uma célula filha não herda uma cópia do plasmídeo, a síntese da antitoxina não é mais possível. 4 A degradação da antitoxina, subsequentemente, levará à liberação da toxina, que poderá então inibir um determinado processo celular, levando a célula à morte.Ccd (control of cell death) foi o primeiro sistema TA identificado e está localizado no plasmídeo F, com a toxina sendo denominada CcdB e a antitoxina CcdA.5 CcdB é conhecido por atuar em diferentes fases do ciclo catalítico da DNA girase, uma topoisomerase essencial para as células bacterianas.6 As estruturas cristalinas do CcdB, bem como de um complexo formado entre o CcdB e um relevante fragmento da cadeia A da DNA girase de Escherichia coli (GyrA14 EC ) já foram descritas. 7Nesta última, uma importante interação é observada entre o resíduo Trp99 do CcdB e Arg462 da girase. Esses estudos estruturais, associados à identificação de mutações que induzem a perda de atividade citotóxica do CcdB levaram à conclusão de que esses resíduos desempenham p...

Avaliação quantitativa da susceptibilidade do crescimento de Staphylococcus aureus na presença de sistemas antimicrobianos de alta complexidade

“…O peptídeo CcdBET2 é um análogo estrutural da toxina CcdB, o qual é constituído da sequência Nterminal contendo nove resíduos de aminoácidos (Met-1 a Lys-9), além da região C-terminal que corresponde à sequência que vai do resíduo de Ser-84 a Ile-101, importante por estruturar-se como a única região em α-hélice da toxina nativa e por conter os resíduos Trp-99, Gly-100 e Ile-101, os quais são importantes para a interação dos peptídeos com a DNA gyrase (19). Na região central o peptídeo possui a região Arg-40 a Leu-50, conhecida como região de reconhecimento da antitoxina CcdA (20).…”

Phaeophytins from Thyrsacanthus ramosissimus Moric. with inhibitory activity on human dna topoisomerase II-α

“…Interest in compounds with inhibitory activity against the enzyme DNA-topoisomerase II-a has increased, [13][14][15][16][17][18][19][20] because intracellular levels of topoisomerase II-a (topo II-a) are elevated in a number of human tumors as compared to the respective normal tissues. Moreover, the development of drugs that can affect the DNA replication process by selectively interfering with the function of topo II-a continues to draw researchers' attention.…”