@PHDTHESIS{ 2020:655792460, title = {Ureases de canavalia ensiformis : estudos estruturais e da atividade pró-convulsivante}, year = {2020}, url = "http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9444", abstract = "As ureases, metaloenzimas que catalisam a hidrólise da ureia em carbamato e amônia, são proteínas bem conservadas embora diferindo em suas estruturas quaternárias em diferentes organismos. A maioria das ureases vegetais são hexâmeros de uma subunidade de cadeia única, como a isoforma mais abundante da urease do feijão de porco (Canavalia ensiformis) (JBU). A canatoxina (CNTX), originalmente isolada como proteína neurotóxica de sementes de feijão de porco, foi posteriormente caracterizada como uma isoforma de JBU, com menor massa molecular e menor atividade ureolítica. A CNTX purificada é instável durante o armazenamento, formando oligômeros inativos. O tratamento da CNTX com formaldeído a 0,02% v/v estabiliza sua toxicidade e evita a oligomerização. Canatoxina (CNTX) e Jack Bean Urease (JBU), isoformas da urease de Canavalia ensiformis, apresentam uma potente neurotoxicidade cujos mecanismos de ação ainda não estão completamente esclarecidos. As neurotoxinas provocam convulsões que precedem a morte em camundongos e ratos (Ld50 ~ 2 mg/kg). Além de promover hipóxia, hipotermia e inflamação in vivo, as proteínas estimulam a exocitose em diversos modelos celulares, induzem a liberação de neurotransmissores dos sinaptossomas e afetam o transporte de cálcio nas plaquetas e nas vesículas do retículo sarcoplasmático. Para todos esses efeitos, a CNTX atua desencadeando a sinalização de eicosanóides. Neste trabalho, objetivamos caracterizar ainda mais a CNTX e elucidar o mecanismo de sua estabilização pelo tratamento com formaldeído e compreender melhor sua atividade convulsiva neurotóxica por meio de uma série de técnicas eletrofisiológicas e de neuroimagem. Neste trabalho, caracterizamos com sucesso a CNTX como um estado trimérico de JBU. O mecanismo pelo qual o tratamento com formaldeído do CNTX evita sua oligomerização e estabiliza sua conformação biologicamente ativa foi elucidado e atribuído às modificações introduzidas na cadeia lateral de resíduos de aminoácidos localizados na interface entre os dois trímeros que formam a JBU hexamérica. Pode haver vários mecanismos subjacentes às convulsões induzidas por ureases de C. ensiformis. O modo de ação parece ser indireto, pois nenhum efeito foi detectado em vários canais iônicos isolados. É mais provável que a CNTX e a JBU possam estar atuando em um nível de rede neuronal, perturbando assim os ritmos eletroencefalográficos e causando alterações metabólicas em áreas-chave relacionadas à epileptogênese e ao edema pulmonar neurogênico. No contexto da neuroinflamação, a modulação das vias da lipoxigenase no SNC surge como um alvo interessante a ser focado com o objetivo de desvendar a ação dessas neurotoxinas. A falta de indução de LTP é mais provavelmente causada por um mecanismo de neuroproteção e / ou liberação de produtos de lipoxigenase do que a interação direta de CNTX ou JBU com receptores e canais iônicos. A liberação de L-glutamato induzida por JBU pode ser resultado de suas propriedades de perturbação da membrana ou de um mecanismo mediado pela lipoxigenase, conforme observado para a exocitose induzida por CNTX em muitos tipos de células. Os dados do [18]FDGmicroPET indicaram um aumento no metabolismo cerebral de glicose em áreas relacionadas à epileptogênese, como hipocampo e tálamo. Um edema pulmonar neurogênico pode contribuir para a atividade convulsiva da canatoxina, como sugerido pela captação mais elevada de [18]FDG em áreas responsáveis pelo controle da respiração. Em conjunto, os dados enfatizam a complexidade do mecanismo de ação neurotóxico das ureases de C. ensiformis. Considerando que as propriedades não enzimáticas são compartilhadas por ureases de diferentes reinos, esperamos que o aprofundamento do conhecimento sobre o mecanismo de ação neurotóxica das ureases de C. ensiformis ajude a estabelecer a relevância dessas toxinas em muitas doenças infecciosas causadas por microrganismos produtores de urease, particularmente aqueles que afetam o sistema nervoso central humano.", publisher = {Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde}, note = {Escola de Medicina} }