Caracterização da atividade eletrofisiológica da toxina Ts17, isolada da peçonha do escorpião Tityus serrulatus, em canais de sódio dependentes de voltagem

Abstract

Peçonhas de escorpiões são misturas ricas que compreendem compostos como enzimas, proteínas e peptídeos. A família Buthidae é a mais estudada dentre as famílias de escorpião devido aos envenenamentos de importância médica e ao seu potencial biotecnológico. Dentre as espécies conhecidas, pode-se destacar o escorpião Tityus serrulatus. Os peptídeos destas peçonhas podem ser classificados em dois grupos, os peptídeos sem pontes dissulfeto (NDBP), que podem ter ação antimicrobiana e os peptídeos com pontes dissulfeto (DBP), que se caracterizam pela ação em canais iônicos de membranas celulares como sódio (Na+) e potássio (K+). Os peptídeos que atuam em canais de sódio são denominados NaScTxs. Canais de sódio estão distribuídos por todo o corpo e são responsáveis pela iniciação e propagação do potencial de ação. Estruturalmente, esses canais possuem quatro domínios transmembrânicos, contendo cada um seis α-hélice (S1-S6) e duas ou três subunidades β. Existem nove isoformas de canais de sódio em mamíferos (Nav1.1 a Nav1.9), sendo que cada isoforma possui distribuição e função características. Mutações nesses canais podem acarretar em doenças conhecidas como canalopatias. A busca por compostos capazes de agir neles são importantes visando o desenvolvimento de futuros fármacos. Diversas toxinas do Tityus serrulatus já foram identificadas e isoladas, sendo que algumas já possuem caracterização eletrofisiológica em canais de sódio e/ou potássio. A Ts17 é um peptídeo que ainda não foi estudado, sendo conhecido apenas seu precursor. Essa toxina apresenta grande similaridade com peptídeos da classe das -NaScTxs, indicando uma possível ação nos canais Nav afetando sua inativação rápida. Sendo assim, o objetivo do estudo é isolar e caracterizar eletrofisiologicamente (patch-clamp) a toxina Ts17 em canais de sódio voltagem dependentes de humanos (Nav1.1 a Nav1.7). Para purificação da toxina a partir da peçonha bruta de T. serrulatus, foram necessárias três etapas de fracionamento cromatográfico em coluna de fase reversa. O peptídeo Ts17 eluiu a 32% de acetronitrila na cromatografia da peçonha bruta. O sequenciamento parcial e a massa monoisotópica [M+H]+ foram obtidos em MALDI-TOF. Obteve-se a sequência de 43 resíduos de aminoácidos dos 64 totais e a massa monoisotópica [M+H]+ de 7234,4212 Da. Os testes eletrofisiológicos foram feitos a uma concentração de 100 nM para todos os subtipos (Nav1.1-Nav1.7). A Ts17 alterou a probabilidade de abertura dos canais para potenciais mais hiperpolarizados, tanto na ativação quanto na inativação, sendo Nav1.2 a isoforma mais afetada para ativação e a isoforma Nav1.5 para inativação. Não foram observadas diferenças entre os testes com e sem pré pulso. Em relação a recuperação da inativação lenta dos canais, a maior alteração na variação do tau foi do subtipo Nav1.5, por fim, não foram observadas alterações na inativação rápida dos canais, prolongando-os. Dito isso, apesar de ter alta porcentagem de identidade com α-NaScTxs, a toxina possui características eletrofisiológicas de β-NaScTxs, pois altera o shift de voltagem dos subtipos de canais de sódio, além de reduzir a amplitude de corrente, podendo essa atividade oposta ao esperado ser devido à similaridade tridimensional de α e β-NaScTxs e orientação de ligação similares.