2019, Número 2
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Rev Cubana Med Trop 2019; 71 (2)
Evaluación de la proteólisis en células aisladas vivas de Plasmodium falciparum aisladas durante los estádios asexuales sanguíneos
Rojas L, Budu A, El Chamy MS, Melo PS, Gomes SMM, Carmona AK, Gazarini ML, Alonso RM
Idioma: Ingles.
Referencias bibliográficas: 28
Paginas: 1-11
Archivo PDF: 397.78 Kb.
RESUMEN
Se ha demostrado que las proteasas desempeñan funciones vitales en la infección por Plasmodium falciparum, y por lo tanto se consideran dianas en la elaboración de nuevos medicamentos terapéuticos. El objetivo del estudio era describir el perfil de actividad proteolítica específica de todas las etapas sanguíneas de parásitos aislados de P. falciparum con vistas a explorar nuevas opciones antimaláricas. Con ese propósito, utilizamos el sustrato fluorogénico Z-Phe-Arg-AMC (Z: carbobenzoxi, AMC: 7-amino-4-metilcumarina) e inhibidores clásicos para las diferentes clases de enzimas proteolíticas, tales como el fluoruro de fenilmetilsulfonilo (PMSF), 1,10-fenantrolina, pepstatina A y E64 para estudiar los perfiles de inhibición. Como se esperaba, debido a la elevada actividad metabólica de las etapas de madurez, el sustrato fue degradado mayormente en el trofozoíto y el esquizonte, con actividad específica ~ 20 veces superior a la de las etapas tempranas (merozoíto/ anillos). Los principales actores en la hidrólisis del sustrato fueron las cisteínas proteasas, lo que fue confirmado por la inhibición completa de la hidrólisis con la adición de E64. La actividad proteolítica también fue inhibida en presencia de PMSF en todas las etapas excepto el esquizonte. Sin embargo, la inhibición del PMSF fue resultado de una interacción inespecífica con las cisteínas proteasas, según lo demuestra la reversión de la inhibición con el ditiotreitol (DTT), lo que indica que la actividad de la serina proteasa es muy baja o inexistente. Que sepamos, este es el primer informe dirigido a describir el perfil proteolítico de parásitos aislados de P. falciparum en todas las etapas del ciclo eritrocítico. Los resultados y el protocolo que aquí se describen pueden ser útiles para dilucidar la acción específica de los medicamentos inhibidores de proteólisis en cada etapa, así como contribuir al desarrollo de compuestos antimaláricos con actividad inhibidora de la proteasa.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
World Health Organization. World Malaria Report. Geneva: WHO; 2017.
Miller LH, Ackerman HC, Su X, Wellems T. Malaria biology and disease pathogenesis: insights for new treatments. Nat Med. 2013;19(2):156-67.
Li H, Child M, Bogyo M. Proteases as regulators of pathogenesis: Examples from the Apicomplexa. Biochim Biophys Acta - Proteins Proteomics. 2012;1824(1):177-85.
Bozdech Z, Llina M, Pulliam BL, Wong ED, Zhu J, Derisi JL. The Transcriptome of the Intraerythrocytic Developmental Cycle of Plasmodium falciparum. PLoS Biol. 2003;1(1):85-100.
Deu E. Proteases as antimalarial targets: strategies for genetic, chemical, and therapeutic validation. FEBS Journal. 2017;284:2604-28.
Pattanaik P, Jain B, Ravindra G, Gopi HN, Pal PP, Balaram H, et al. Stage-specific profiling of Plasmodium falciparum proteases using an internally quenched multispecificity protease substrate. Biochem Biophys Res Commun. 2003;309(4):974-9.
Caroselli EE, Assis DM, Barbiéri CL, Júdice WAS, Juliano MA, Gazarini ML, et al. Leishmania (L.) amazonensis peptidase activities inside the living cells and in their lysates. Mol Biochem Parasitol. 2012;184(2):82-9.
Nogueira Da Cruz L, Alves E, Leal MT, Juliano MA, Rosenthal PJ, Juliano L, et al. FRET peptides reveal differential proteolytic activation in intraerythrocytic stages of the malaria parasites Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii. Int J Parasitol. 2011;41(3):363-72.
Gomes MM, Budu A, Ventura PDS, Bagnaresi P, Cotrin SS, Cunha RLOR, et al. Specific calpain activity evaluation in Plasmodium parasites. Anal Biochem. 2014;468:22-7.
El-Chamy S, Melo P, Varotti FP, Gazarini ML, Cunha RLOR, Carmona AK. Hypervalent organotellurium compounds as inhibitors of P. falciparum calcium-dependent cysteine proteases. Parasitol Int. 2016;65(1):20-2.
González-Bacerio J, El Chamy S, Méndez Y, Pascual I, Florent I, Melo PMS, et al. KBE009 : An antimalarial bestatin-like inhibitor of the Plasmodium falciparum M1 aminopeptidase discovered in an Ugi multicomponent reaction-derived peptidomimetic library. Bioorg Med Chem. 2017;25:4628-36.
Wu Y, Wang X, Liu X, Wang Y. Data-mining approaches reveal hidden families of proteases in the genome of malaria parasite. Genome Res. 2003;13(4):601-16.
Shenai BR, Sijwali PS, Singh A, Rosenthal PJ. Characterization of native and recombinant falciapain-2, a principal trophozoite cysteine protease and essential hemoglobinase of Plasmodium falciparum. J Biol Chem. 2000;275:29000-10.
Sijwali P, Koo J, Singh N, Rosenthal P. Gene disruptions demonstrate independent roles for the four falcipain cysteine proteases of Plasmodium falciparum. Mol Biochem Parasitol. 2006;150:96-106.
Walliker D, Quakyi IA, Wellems TE, McCutchan TF, Szarfman A, London WT, et al. Genetic analysis of the human malaria parasite Plasmodium falciparum. Science. 1987;236:1661-6.
Trager W, Jensen B. Human malaria parasites in continuous culture. Science. 1976;193(4254):673-5.
Lambros C, Vanderberg JP. Synchronization of Plasmodium falciparum erythrocytic stages in culture. J Parasitol. 1979;65(3):418-20.
Budu A, Gomes MM, Melo PM, El-Chamy S, Bagnaresi P, Azevedo MF, et al. Calmidazolium evokes high calcium fluctuation in Plasmodium falciparum. Cell Signal. 2016;28 (3):125-35.
Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976;72:248-54.
Cotrin SS, Gouvêa IE, Melo PMS, Bagnaresi P, Assis DM, Araújo MS, et al. Substrate specificity studies of the cysteine peptidases falcipain-2 and falcipain-3 from Plasmodium falciparum and demonstration of their kininogenase activity. Mol Biochem Parasitol. 2013;187(2):111-6.
Florens L, Washburn M, Raine D, Anthony R, Grainger M, Haynes D, et al. A proteomic view of the Plasmodium falciparum life cycle. Nature. 2002;319:520-6.
Murata C, Goldberg D. Plasmodium falciparum falcilysin. A metalloprotease with dual specificity. J Biol Chem. 2003;278(39):38022-8.
McGowan S. Working in concert: The metalloaminopeptidases from Plasmodium falciparum. Curr Opin Struct Biol. 2013;23(6):828-35.
Beyer B, Johnson J, Chung A, Li T, Madabushi A, McKenna M, et al. Active-site specificity of digestive aspartic peptidases from the four species of Plasmodium that infect humans using chromogenic combinatorial peptide libraries. Biochemistry. 2005;44:1768-79.
Sijwali P, Shenai B, Gut J, Singh A, Rosenthal P. Expression and characterization of the Plasmodium falciparum haemoglobinase falcipain-3. Biochem J. 2001;360:481-9.
Whitaker R, Pérez-Villaseñor J. Chemical Modification of Papain I. Reaction with the Chloromethyl ketones of Phenylalanine and Lysine with Phenylmethylsulfonyl Fluoride. Arch Biochem Biophys. 1968;124:70-8.
Greenbaum DC, Baruch A, Grainger M, Bozdech Z, Medzihradszky K, Engel J, et al. A Role for the Protease Falcipain 1 in Host Cell Invasion by the Human Malaria Parasite. Science. 2002;298:2002-6.
Choi Y, Jung S, Cho P, Soh B, Zheng B, Kim S, et al. Confocal microscopic findings of cysteine protease calpain in Plasmodium falciparum. Exp Parasitol. 2010;124:341-5.