Peptide Characterization of Mature Fluorotic and Control Human Enamel

ABSTRACT

Abstract Exposure to high fluoride levels during amelogenesis causes enamel fluorosis. This study aimed to determine and compare the amino acid sequences in the enamel of fluorotic and control teeth. This investigation included enamel samples obtained from erupted and non-erupted third molars with either TF grade 4-6 (n=7) fluorosis or no sign of fluorosis (controls, n=7). The samples were kept frozen at -20 °C until protein extraction. Samples were etched and processed with a cocktail of proteinase inhibitors and immediately analyzed. Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time-Of-Flight/Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF/TOF) followed by MASCOT search aided the peptides analysis. The more abundant peptides bore the N-terminal amelogenin sequences WYQSIRPPYP (which is specific for the X-encoded amelogenin) and MPLPPHPGHPGYINF (which does not show sexual dimorphism) were not different in control or fluorotic enamel. There was no missing proteolytic cleavage in the fluorotic samples, which suggested that the increased amount of protein described in fluorotic enamel did not stem from the decreased ability of proteinases to cleave the proteins in humans. This study showed how to successfully obtain peptide from superficial enamel. A relatively low number of teeth was sufficient to provide good data on the actual peptides found in mature enamel.

RESUMO

Resumo Exposição a altos níveis de flúor durante a amelogênese causa fluorose no esmalte. Este estudo tem como objetivo determinar e comparar as sequências de aminoácidos presentes no esmalte de dentes controles e fluoróticos. A investigação incluiu amostras de esmalte obtidas de terceiros molares erupcionados e não erupcionados, ambas ou com grau de fluorose TF 4-6 (n=7) ou sem sinais de fluorose (controles, n=7), congelados a -20 oC até a extração das proteínas. As amostras sofreram ataque ácido e foram processadas utilizando um coquetel de inibidores de proteinases, sendo imediatamente analisadas. MALDI-TOF/TOF seguido pela pesquisa com MASCOT foram utilizados para a análise dos peptídeos. Os peptídeos mais abundantes foram das amelogeninas com sequências N-terminal WYQSIRPPYP (que é codificada especificamente pela amelogenina X) e MPLPPHPGHPGYINF (que não apresenta dimorfismo sexual algum), não havendo diferenças entre dentes fluoróticos e controles. Nenhuma alteração na proteólise ocorreu nas amostras fluoróticas, o que sugere que o aumento na quantidade de proteínas existentes nas amostras fluoróticas não está correlacionada a habilidade das proteinases em clivar as proteínas em humanos. Este estudo mostrou como extrair com sucesso peptídeos do esmalte superficial. Um número relativamente baixo de dentes foram suficientes para se obter ótimos dados a respeito de peptídeos encontrados no esmalte maduro.