Caracterização bioquímica de uma serinoprotease com efeito ativador do plasminogênio do veneno de Lachesis muta rhombeata

ABSTRACT

Snake venom serine proteases (SVSPs) are chymotrypsin-like proteins found in some venoms of the Viperidae family. These enzymes affect physiological processes of their prey and victims, acting mainly in the hemostatic, fibrinolytic and kinin systems. SVSPs belong to the PA clan, PA (S) subclan, S1 family and A subfamily of proteolytic enzymes. This work, describes a SVSP (Lmr-PA) isolated from the venom of Lachesis muta rhombeata which activates plasminogen. The proteinase was purified by combination of gel filtration and anionic exchange chromatographies. Its homogeneity was demonstrated by SDS-PAGE, reverse-phase HPLC, and two-dimensional electrophoresis. Lmr-PA is a 30-kDa single chain glycoprotein. Its amino acid sequence (61%) was determined by mass spectrometry on nLC-MS/MS. Lmr-PA activates plasminogen to release plasmin and degrades the plasmin substrate S-2251 as well as dimethylcasein. PMSF, the specific inhibitor of serine proteases completely blocked Lmr-PA activity. The proteinase cleaves the Aα chain and partially the Bβ and γ chains of fibrinogen. In addition the protease degrades laminin, nidogen and type IV collagen from Matrigel. The enzyme digests fibrin in presence of plasminogen in vitro. Deglycosylated Lmr-PA loses approximately 26% of its activity. In addition, Lmr-PA activity is inhibited by α2-macroglobulin at a ratio of 21 (α2-ME) and α2-antiplasmin inhibits plasmin generated from plasminogen. Lmr-PA does not induce aggregation of washed human platelets but, aggregates platelets in presence of exogenous fibrinogen and binds to the platelet receptors glycoproteins (GP) GPIb and GPVI. Our data indicate that Lmr-PA is a plasminogen activating serine protease, like to previously reported LV-PA from Lachesis muta muta venom. These results suggested that Lmr- PA play a role in the pathology of snake envenomation and could be a useful model to study hemostatic disorders caused by snake bites.

RESUMO

As serinoproteases do veneno de serpentes (SVSPs) são proteínas semelhantes à quimotripsina presentes encontradas em alguns venenos da família Viperidae. Essas enzimas afetam os processos fisiológicos de suas presas e vítimas, atuando principalmente nos sistemas hemostático, fibrinolítico e cinina. As SVSPs pertencem ao clã PA, subclan PA (S), família S1 e subfamília A de enzimas proteolíticas. Este trabalho descreve uma SVSP (Lmr-PA) isolada do veneno de Lachesis muta rhombeata que ativa o plasminogênio. A proteinase foi purifica por combinação de cromatografias de filtração em gel e troca aniônica. Sua homogeneidade foi demonstrada por SDS-PAGE, HPLC de fase reversa e eletroforese bidimensional. Lmr-PA é uma glicoproteína de cadeia simples de 30 kDa. A sua sequência de aminoácidos (61%) foi determinada por espectrometria de massa em nLC-MS/MS. Lmr-PA ativa o plasminogênio para liberar plasmina e degrada o substrato de plasmina S-2251, bem como a dimetilcaseína. PMSF, um inibidor específico de serinoproteases bloqueou completamente a atividade da Lmr-PA. A proteinase cliva a cadeia Aα e parcialmente as cadeias Bβ e γ do fibrinogênio. Além disso, a protease degrada laminina, nidogênio e colágeno tipo IV de Matrigel. A enzima digere a fibrina na presença de plasminogênio in vitro. Lmr-PA desglicosilada perde aproximadamente 26% da sua atividade. Além disso, a atividade da Lmr-PA é inibida pela α2-macroglobulina em uma proporção de 21 (α2-ME) e a α2-antiplasmina inibe a plasmina gerada a partir do plasminogênio. Lmr-PA não induz a agregação de plaquetas humanas lavadas, mas agrega plaquetas na presença de fibrinogênio exógeno e se liga às glicoproteínas dos receptores plaquetários (GP) GPIb e GPVI. Nossos dados indicam que a Lmr-PA é uma serinoprotease ativadora do plasminogênio semelhante a LV-PA relatada anteriormente do veneno de Lachesis muta muta. Esses resultados sugerem que a Lmr-PA desempenha um papel na patologia do envenenamento por serpentes e pode ser um modelo útil para estudar distúrbios hemostáticos causados por acidentes ofídicos.