Peptidases do Trypanosoma cruzi e Rhodnius prolixus: implicações funcionais na interação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Uehara, Lívia Almeida
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/14368
Resumo: The highly abundant surface peptidase of Leishmania spp., gp63, is widely distributed in the Trypanosomatidae family and is particularly involved in host-parasite interaction. The gp63 homologues in monoxenic trypanosomatids appears to be essential for nutrition and to interaction with the insect epithelial cells. In this context, this project aims through a biochemical approach to investigate the proteolytic profile of the Trypanosoma cruzi cellular extract, for the detection of gp63 in Dm28c strain, analyze the role of this metallopeptidase in the interaction of T. cruzi with an insect vector, Rhodnius prolixus and characterize the proteolytic profile of the triatomine peptidases. Ultimately, this set of approaches will assess the relevance of the parasite and insect peptidase in the interaction process. To this end, we have analyzed the effects of the treatment of T. cruzi with metallopeptidase inhibitors or anti-gp63 antibodies in the parasite adhesion to R. prolixus posterior midgut ex vivo. The interaction rate was reduced in the presence of 1,10-phenanthroline 0.5 µM (79%), EDTA 1 µM (74%) and EGTA 1 µM (68%) in comparison to control parasites. 1,10-phenanthroline presented a dose-dependent reduction on the adhesion. In addition, anti-gp63 antibodies (1:500) reduced the adhesion to the insect posterior midgut in 65% in comparison to control parasites. There were no significant differences in gp63 and cruzipain exposure when cells were treated with the inhibitor 1,10-phenanthroline for 1 h or 24 h as compared to non-treated cells. On the other hand, the level of gp63 exposure was drastic enhanced after in vivo passage in R. prolixus. In total cellular extract of T. cruzi, three typical halos of gelatin degradation were detected. A most prominent one of approximately 52 kDa, classified as metallopetidase, since it was inhibited in alkaline pH by 1,10-phenanthroline 20 mM, EDTA and EGTA 5 mM. Two other enzymes were detected: another metallopeptidase, presenting a fainter degradation halo, which migrates around 60 kDa, and a very weak cysteine peptidase that resisted the extraction in the presence of specific inhbitor. These results together demonstrate the presence of an active metallopeptidase in the parasite, possibly involved in the interaction with the vector. In relation to the characterization of active peptidases in R. prolixus, the proteolytic profile consist of three bands migrating in the range of 31-24 kDa in adult males and females midgut. Peptidases belong to the cysteine peptidase class (strongly inhibited by E-64), with activity better detected in acid pH (4.5) after 24 h of incubation. Moreover, enzymatic assays with the substrate Z-Phe-Arg-AMC showed the highest level of activity at pH (5.5). Collectively, our results suggest a possible involvement of metallopetidases, particularly gp63, in the interaction between T. cruzi and R. prolixus midgut.
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The gp63 homologues in monoxenic trypanosomatids appears to be essential for nutrition and to interaction with the insect epithelial cells. In this context, this project aims through a biochemical approach to investigate the proteolytic profile of the Trypanosoma cruzi cellular extract, for the detection of gp63 in Dm28c strain, analyze the role of this metallopeptidase in the interaction of T. cruzi with an insect vector, Rhodnius prolixus and characterize the proteolytic profile of the triatomine peptidases. Ultimately, this set of approaches will assess the relevance of the parasite and insect peptidase in the interaction process. To this end, we have analyzed the effects of the treatment of T. cruzi with metallopeptidase inhibitors or anti-gp63 antibodies in the parasite adhesion to R. prolixus posterior midgut ex vivo. The interaction rate was reduced in the presence of 1,10-phenanthroline 0.5 µM (79%), EDTA 1 µM (74%) and EGTA 1 µM (68%) in comparison to control parasites. 1,10-phenanthroline presented a dose-dependent reduction on the adhesion. In addition, anti-gp63 antibodies (1:500) reduced the adhesion to the insect posterior midgut in 65% in comparison to control parasites. There were no significant differences in gp63 and cruzipain exposure when cells were treated with the inhibitor 1,10-phenanthroline for 1 h or 24 h as compared to non-treated cells. On the other hand, the level of gp63 exposure was drastic enhanced after in vivo passage in R. prolixus. In total cellular extract of T. cruzi, three typical halos of gelatin degradation were detected. A most prominent one of approximately 52 kDa, classified as metallopetidase, since it was inhibited in alkaline pH by 1,10-phenanthroline 20 mM, EDTA and EGTA 5 mM. Two other enzymes were detected: another metallopeptidase, presenting a fainter degradation halo, which migrates around 60 kDa, and a very weak cysteine peptidase that resisted the extraction in the presence of specific inhbitor. These results together demonstrate the presence of an active metallopeptidase in the parasite, possibly involved in the interaction with the vector. In relation to the characterization of active peptidases in R. prolixus, the proteolytic profile consist of three bands migrating in the range of 31-24 kDa in adult males and females midgut. Peptidases belong to the cysteine peptidase class (strongly inhibited by E-64), with activity better detected in acid pH (4.5) after 24 h of incubation. Moreover, enzymatic assays with the substrate Z-Phe-Arg-AMC showed the highest level of activity at pH (5.5). Collectively, our results suggest a possible involvement of metallopetidases, particularly gp63, in the interaction between T. cruzi and R. prolixus midgut.A glicoproteína gp63 consiste na metalopeptidase mais abundante em Leishmania, amplamente distribuída na família Trypanosomatidae e está particularmente envolvida na interação parasito-hospedeiro. Os homólogos de gp63 nos tripanossomatídeos monoxênicos parecem ser essenciais para a nutrição, bem como para interação com células epiteliais do inseto do hospedeiro. Nesse contexto, esse projeto visa através de uma abordagem bioquímica, investigar o perfil proteolítico do extrato celular de Trypanosoma cruzi, visando à detecção da gp63 na cepa Dm28c, analisar o papel dessa metalopeptidase na interação do T. cruzi com um inseto vetor, Rhodnius prolixus, bem como caracterizar o perfil proteolítico de peptidases do triatomíneo. Em última instância, esse conjunto de abordagens permitirá avaliar a relevância das peptidases do parasito e do inseto no processo de interação. Para tal, foram analisados os efeitos do pré-tratamento do T. cruzi com inibidores de metalopeptidases ou anticorpos anti-gp63 na taxa de adesão do parasito ao epitélio intestinal médio posterior dissecado de R. prolixus. A taxa de adesão foi reduzida na presença de 1,10-fenantrolina 0,5 µM (79%), EDTA 1 µM (74%) e EGTA 1 µM (68%) em comparação aos parasitos não tratados. O tratamento de parasitos com 1,10-fenantrolina apresentou um efeito dose-dependente sobre a taxa de adesão em relação aos parasitos não tratados. Além disso, o tratamento de epimastigotas com anticorpos anti-gp63 (1:500) induziu uma redução significativa de 65% na adesão. Não houve diferenças significativas na exposição de gp63 e da cruzipaína quando as células foram tratadas com o inibidor 1,10-fenantrolina por 1 h ou 24 h em relação às células não tratadas. Em contrapartida, a exposição da gp63 pelo T. cruzi teve um aumento drástico após a passagem in vivo em R. prolixus. No extrato celular total de T. cruzi, extraído na presença de inibidores de cisteína-, serina- e aspártico-peptidases, foram identificados três halos de degradação da gelatina típicas do parasita. Um mais proeminente de aproximadamente 52 kDa, classificado como metalopetidase, uma vez que a atividade foi inibida em pH alcalino por 1,10-fenantrolina 20 mM conjugada com EDTA e EGTA a 5 mM. Também foram identificadas uma metalopeptidase com atividade menos proeminente, que migra em torno de 60 kDa e uma banda de atividade bem fraca que consiste de cisteína peptidase que resistiu a extração na presença de inibidores específicos, totalmente inibida por E-64. Esses resultados em conjunto demonstram a presença de metalopeptidases ativas no parasito, possivelmente envolvidas na interação com o inseto vetor. Em relação à caracterização de peptidases ativas de R. prolixus, o perfil proteolítico mostrou ser composto por três bandas migrando na faixa de 31 e 24 kDa no intestino de adultos machos e fêmeas. As peptidases pertencem à classe de cisteína peptidases (fortemente inibidas por E-64), com atividades ótimas na faixa de pH ácido (4,5) e identificadas com 24 h de incubação. Em adição, ensaios com o substrato Z-Phe-Arg-AMC mostraram maior aumento no nível de atividade em pH ácido (5,5). Coletivamente, nossos resultados sugerem uma possível participação de metalopetidases, particularmente da gp63 na interação entre T. cruzi com o intestino do inseto vetor.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T15:14:01Z No. of bitstreams: 1 Livia Almeida Uehara Tese completa.pdf: 2708195 bytes, checksum: bc06fdf4f320688e9a23006547507147 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-07T15:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Livia Almeida Uehara Tese completa.pdf: 2708195 bytes, checksum: bc06fdf4f320688e9a23006547507147 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaUERJBRCentro Biomédico::Faculdade de Ciências MédicasTrypanosoma cruziGp63PeptidasesRhodnius prolixusTrypanosoma cruziGp63PeptidasesRhodnius prolixusTrypanosoma cruziPeptídeo HidrolasesRhodnius prolixusChagas, Doença deCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA::MICROBIOLOGIA MEDICAPeptidases do Trypanosoma cruzi e Rhodnius prolixus: implicações funcionais na interaçãoTrypanosoma cruzi and Rhodnius prolixus peptidases: functional implications in the interactioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALLivia Almeida Uehara Tese completa.pdfapplication/pdf2708195http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/14368/1/Livia+Almeida+Uehara+Tese+completa.pdfbc06fdf4f320688e9a23006547507147MD511/143682024-02-26 19:54:43.941oai:www.bdtd.uerj.br:1/14368Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-26T22:54:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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