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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/70349
CYSTATIN FROM AUSTRELAPS SUPERBUS SNAKE VENOM AS A MODEL FOR IDENTIFYING POTENTIAL INHIBITORS OF TRYPANOSOMA CRUZI CRUZAIN
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Centro para o Desenvolvimento da Pesquisa Científica. Assunção, Paraguai.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Centro para o Desenvolvimento da Pesquisa Científica. Assunção, Paraguai /
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Centro de Pesquisa em Medicina Tropical de Rondônia. Porto Velho, RO, Brasil.
Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Instituto Butantan. Laboratório de Bioquímica e Biofísica. São Paulo, SP, Brasil.
Fundação Universidade Federal de Rondônia. Departamento de Medicina. Porto Velho, RO, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos Aplicados à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Instituto Nacional de Epidemiologia na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Centro Universitário São Lucas Porto Velho, Porto Velho, RO, Brasil.
Centro para o Desenvolvimento da Pesquisa Científica. Assunção, Paraguai.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Universidade Federal de Rondônia. Departamento de Medicina. Porto Velho, RO, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Centro para o Desenvolvimento da Pesquisa Científica. Assunção, Paraguai /
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Centro de Pesquisa em Medicina Tropical de Rondônia. Porto Velho, RO, Brasil.
Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Instituto Butantan. Laboratório de Bioquímica e Biofísica. São Paulo, SP, Brasil.
Fundação Universidade Federal de Rondônia. Departamento de Medicina. Porto Velho, RO, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Conhecimento de Excelência na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos Aplicados à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Instituto Nacional de Epidemiologia na Amazônia Ocidental. Porto Velho, RO, Brasil / Centro Universitário São Lucas Porto Velho, Porto Velho, RO, Brasil.
Centro para o Desenvolvimento da Pesquisa Científica. Assunção, Paraguai.
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde. Porto Velho, RO, Brasil / Fundação Universidade Federal de Rondônia. Departamento de Medicina. Porto Velho, RO, Brasil.
Abstract
Background: Chagas disease (CD), caused by Trypanosoma cruzi, affects approximately seven million individuals worldwide, with the highest number of cases in Latin America. CD has two phases, of which the chronic phase is characterized by reduced efficacy in drug therapies. This and other factors make developing new strategies that aim to identify molecules capable of becoming alternatives to or complement current chemotherapy vitally important.
Methods: Cruzain and AsCystatin were obtained recombinantly through expression in E. coli. Bioinformatic assays were conducted with both molecules, followed by in vitro enzyme inhibition assays. Subsequently, in silico studies allowed for the design of peptides, which were then assessed for molecular interactions with cruzain. The designed peptides were synthesized, and their inhibitory potential on cruzain and their trypanocidal and cytotoxic effects in vitro were finally assessed.
Results: AsCystatin, a potential inhibitor of cysteine proteases, was identified from previously published scientific literature. In silico assays suggested that AsCystatin interacts with key regions of cruzain, and was subsequently produced through heterologous expression, obtaining a protein with a high degree of purity. Next, the inhibition of AsCystatin on the activity of cruzain was assessed, observing that approximately 20 µM of cystatin could inhibit 50% of the catalytic activity of the recombinant enzyme. Based on the in-silico analysis performed previously, original, and modified peptides were designed and tested, which allowed for identifying four peptides with inhibitory capacity on the enzymatic activity of cruzain. Finally, three of these peptides showed trypanocidal activity on epimastigote forms of T. cruzi in in vitro models.
Conclusion: It was possible to identify AsCystatin and four peptides derived from this protein with inhibitory activity on cruzain, highlighting the trypanocidal effect
of these peptides observed in in vitro assays.
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