Estudo da ação de inibidores peptídicos de enzimas trombina-símiles na coagulação sanguínea humana / Study of the action of thrombin-like enzymes peptides inhibitors in human blood coagulation

ABSTRACT

Ophidism is considered the most important cause of accidents by venomous animals around the world. Botropic venom is a highly complex mixture of proteins, peptides and enzymes that, when interacting with human proteins, triggers several local symptoms, such as edema, ecchymosis, pain, blisters and, in more severe cases, necrosis and limb amputation. It also causes systemic symptoms, such as blood incoagulability. The metalloproteases (SVMPs) and the serine proteases (SVSPs) are the major components of Bothrops jararaca venom and are correlated with local and systemic effects. The treatment for poisoning indicated by the Ministry of Health is the administration of botropic antivenom, which despite being highly effective, has certain limitations, such as the partial neutralization of SVSPs. Among the strategies that aim to improve the antivenom and, thus, the treatment of envenomation, is the search for selective inhibitors for SVSPs, which can act simultaneously to the antivenom. Considering the similarity of the catalytic triad between human serine proteases and SVSPs, and since inertia against human serine proteases is a prerequisite for the association of any molecule with antivenom, the present project aimed at the “Study of the action of thrombin-like enzymes peptide inhibitors in human blood coagulation”. The peptide inhibitors, selective for the inhibition of SVSPs, were designed based on a substrate hydrolyzed by these enzymes from Bothrops jararaca venom and showed different inhibition efficacy. In silico analyzes suggest that the inhibitors bound in regions distant from the catalytic triad (His, Asp and Ser) of batroxobin, a thrombin-like enzyme used as a model in studies of enzyme/peptide inhibitor interaction.

RESUMO

O ofidismo é considerado a causa mais importante de acidentes por animais peçonhentos em todo o mundo. O veneno botrópico é uma mistura altamente complexa de proteínas, peptídeos e enzimas que, quando interagem com as proteínas humanas, desencadeiam vários sintomas locais, como edema, equimose, dor, bolhas e, em casos mais graves, necrose e amputação do membro; e sistêmicos, como a incoagulabilidade sanguínea. As metaloproteinases (SVMPs) e as serinoproteinases (SVSPs) são os componentes majoritários do veneno de Bothrops jararaca e estão correlacionadas com os efeitos locais e sistêmicos. O tratamento para o envenenamento indicado pelo Ministério da Saúde é a administração do antiveneno botrópico, que apesar de ser altamente eficaz, apresenta certas limitações, como a parcial neutralização das SVSPs. Dentre as estratégias que visam à melhoria do antiveneno e, assim, o tratamento, está a pesquisa por inibidores seletivos de SVSPs, que possam atuar de forma sinérgica ao antiveneno. Considerando a similaridade da tríade catalítica entre serinoproteinases humanas e as SVSPs, e visto que a inércia contra serinoproteinases humanas é um pré-requisito para a associação de qualquer molécula ao antiveneno, o presente projeto objetivou o “Estudo da ação de inibidores peptídicos de enzimas trombina-símiles na coagulação sanguínea humana”. Os inibidores peptídicos, seletivos quanto à inibição de SVSPs, foram desenhados com base em substrato hidrolisado por estas enzimas do veneno de Bothrops jararaca, e apresentaram diferentes eficácias de inibição. Análises in silico sugerem que os inibidores se ligaram em regiões distantes da tríade catalítica (His, Asp e Ser) da batroxobina, uma enzima trombina-símile usada como modelo em estudos de interação da enzima/inibidor peptídico.