Desenvolvimento racional de peptideos antibioticos a partir de modelos naturais encontrados na fauna de vespas sociais da biodiversidade brasileira.

Resumo

Sabe-se que os uma série de peptídeos antibióticos fazem parte do sistema imune nato da maioria das espécies, desde plantas a mamíferos (Zasloff 2002). Estes peptídeos possuem como principal alvo de ataque os lipídeos das membranas celulares dos organismos (Papo e Shai 2003). Esta ação pode envolver uma desestabilização das membranas plasmáticas resultando em lise celular, através de mecanismos ainda não completamente descritos.A atividade dos peptídeos dirigida aos lipídios de membranas representa uma grande vantagem aos peptídeos antibióticos naturais devido ao fato da composição lipídica dessas membranas ser altamente conservada durante a evolução dos organismos e apresentar diferenças significativas entre células procariontes e eucarióticas (Zasloff 2002). Como conseqüência, a atividade lítica é independente de receptores na membrana, o que dificulta o desenvolvimento de mecanismos de resistência, conferindo a estes peptídeos um grande potencial para serem utilizados como substitutos de antibióticos convencionais. A procura por peptídeos que tenham a atividade antimicrobiana potencializada e que não sejam tóxicos às células de mamíferos tem aumentado significativamente nos últimos anos em decorrência ao aumento do número de cepas resistentes aos antibióticos convencionais (Powers e Hancock 2003, Yeaman e Yount 2003).Até o momento, uma série de peptídeos biologicamente ativos já foi isolada do veneno de vespas e abelhas. Os mastoparanos correspondem aos componentes mais abundantes dos venenos de vespas, cuja principal atividade biológica é a degranulação de mastócitos. Trata-se de peptídeos anfifílicos com conformação em hélice-, classicamente compostos de 14 resíduos de aminoácidos (Nakajima et al., 1986), sem nenhuma cisteína em sua seqüência, o que os diferenciam dos peptídeos encontrados em abelhas, com atividade semelhante (Nakajima, 1986).Segundo Matsuzaki et al. (1996), as atividades biológicas apresentadas pelos mastoparanos podem ainda estar altamente relacionadas com a interação destes peptídeos com membranas biológicas, que ao ligarem-se às mesmas, assumem uma conformação em hélice- anfipática (Schwatrz & Blochmann,1993), a qual pode causar perturbações, levando a um aumento na permeabilidade das membranas, em alguns casos pela formação de poros (Danilenko et al., 1993; Mellor & Sansom, 1990).Este trabalho propõe um estudo de caracterização biológica e funcional de alguns representantes da classe dos mastoparanos com atividade antibiótica, identificados em espécies da biodiversidade brasileira de insetos da ordem Hymenoptera, que apresentam diferentes padrões de anfipaticidade, visando entender melhor os princípios que governam estas interações e utilizá-los para orientar o desenvolvimento racional de peptídeos antimicrobianos com ação seletiva sobre bactérias patogênicas.Para isso, os peptídeos de seqüências primárias já conhecidas à partir de nossa fauna de Hymenoptera, serão manualmente sintetizados utilizando-se estratégia Fmoc e purificados através de técnicas de cromatografia líquida de alta performance. Após a obtenção do material sintético, serão realizadas análises de espectrometria de massas ESI-MS, para monitoração do controle de qualidade da preparação. A estrutura secundária será investigada com o uso de espectroscopia de dicroísmo circular. Serão realizados ensaios de atividades biológicas de cada um dos peptídeos, onde serão testadas as atividades hemolítica e antibiótica. Além disto, também será investigada a interação desses peptídeos com membranas fosfolipídicas sintéticas (lipossomos) simulando diferentes tipos de bicamadas lipídicas, sendo esta interação monitorada por medidas de dicroísmo circular e de troca isotópica H/D dos peptídeos na forma de proteolipossomos. Estes resultados servirão para suportar uma nova modelagem destes peptídeos e também para o entendimento do modo de ação desses peptídeos com relação à estrutura molecular dos mesmos.