Base molecular da interação da toxina binária do biolarvicida Bacillus shaericus com a-glicosidases de larvas de culicídios vetores

Abstract

O principal fator larvicida do Bacillus sphaericus (Bs) para culicídeos é a toxina binária (Bin), produzida sob a forma de um cristal, durante a esporulação. Esta toxina, ativada por meio da ação de proteases no lúmen intestinal, reconhece e liga-se a receptores específicos no intestino de larvas por meio de suasubunidade BinB, etapa crítica no seu modo de ação e essencial para a atividade larvicida. Os receptores em Culex pipiens, C. quinquefasciatus e Anopheles gambiae, denominados Cpm1, Cqm1, e Agm3, respectivamente, são alfa glicosidases de 66 kDa ligadas à membrana apical do epitélio intestinal por uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI). Larvas de Aedes aegypti expressam a alfaglicosidase Aam1, ortóloga ao receptor Cqm1 que, no entanto, não apresenta capacidade de ligação à toxina Bin. O principal objetivo deste trabalho foi caracterizar a base molecular da interação da toxina Bin do Bs com alfaglicosidases em larvas de culicídeos vetores. Para tal, a sequência protéica de Cqm1 foi alinhada a sequências ortólogas e parálogas de Ae. aegypti e An. gambiae, o que indicou trechos mais conservados na porção N-terminal e divergentes na porção C-terminal. A banálise funcional de fragmentos protéicos de 45 kDa da porção N-terminal de proteínas ortólogas e parálogas à Cqm1 sugeriu que o epitopo de ligação à toxina Bin está potencialmente localizado nesta região e que o estado conformacional nativo das proteínas é determinante para sua funcionalidade. Em seguida, foram avaliadas algumas características das alfa glicosidases Cqm1 e Aam1 de 66 kDa que podem estar envolvidas na sua capacidade de ligação à toxina Bin. Os resultados mostraram que as proteínas possuem diferenças estruturais e conformacionais que podem ter um papel determinante para a interação com a toxina Bin. Aanálise do padrão de glicosilação das proteínas revelou que a Aam1 posssui glicosilações em sua cadeia polipeptídica ao contrário da Cqm1 e que a ligação do receptor Cqm1 à toxina Bin não envolve N-glicanos. Na segunda parte do trabalho, foram investigados os motivos da subunidade BinB envolvidos na interação com o receptor Cqm1, através do estudo da funcionalidade de proteínas BinB mutantes com deleções nas regiões N- e C-terminal ou substituições de blocos de aminoácidos por alaninas. Os resultados obtidos indicam que o epitopo 147FQF149 da toxina é essencial a ligação ao receptor Cqm1 e que esta interação depende ainda do segmento N-terminal da BinB, compreendendo os primeiros 82 aminoácidos, uma região predita de segmentos não estruturados e de alfa hélices