Resumo: Lectinas são proteínas que se ligam de forma específica e reversível a carboidratos. Estão distribuídas pelos mais diversos organismos e apresentam atividades de interesse em pesquisas biológicas e médicas. Neste trabalho, duas isoformas de lectina da alga marinha vermelha Bryothamnion triquetrum foram purificadas por cromatografia de troca iônica seguida por uma de fase reversa. As frações foram nomeadas de BTLD1 e BTLD2 e ambas apresentaram massa molecular aparente em SDSPAGE de aproximadamente 9,0 kDa. A análise dos aminoácidos de ambas as lectinas revelaram moléculas de caráter básico e as regiões Nterminal das lectinas foram seqüenciadas e comparadas entre si e com lectinas de outras algas, apresentando grande similaridade com hypninA1, hypninA2 e BTL. Além disso, o dicroísmo circular revelou que a estrutura secundária das proteínas é predominantemente de arranjo aleatório. A lectina BTLD2, a isoforma mais abundante do extrato da alga, apresentou ação antibacteriana contra a bactéria grampositiva Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), mas não foi eficiente contra a bactéria gramnegativa Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap). Também foram utilizados dois modelos de fosfolipases A2, uma isolada do veneno total de Crotalus durissus cascavella que é cataliticamente ativa do tipo Asp 49 (D49), e uma outra PLA2 cataliticamente não ativa do tipo Lys49 (K49), isolada do veneno de Bothrops jararacussu, para ensaios biológicos. A atividade farmacológica e biológica de ambas as PLA2s foi significativamente afetada pela coincubação das mesmas com BTLD2. A formação de heterodímeros de BTLD2 com a PLA2 de Crotalus durissus cascavella ou com a PLA2 de Bothrops jararacussu sugere a formação de um complexo estável em solução com uma massa molecular de aproximadamente 23,0 kDa. A BTLD2 também foi capaz de aumentar significativamente a atividade enzimática da PLA2 de C. d. ascavella em comparação com a PLA2 cataliticamente ativa isolada. As PLA2s de C. d. cascavella e B. jararacussu mostraram forte atividade antibacteriana contra bactérias Cmm e tiveram pouco efeito contra a bactéria Xap. Entretanto, o complexo BTLD2: PLA2 D49 ou K49 mostram um aumento da atividade antibacteriana, principalmente contra a bactéria Xap. As PLA2s induziram atividade edematogênica em pata de ratos e também foram capazes de induzir uma forte agregação plaquetária usando o sistema de plaquetas lavadas. Em ambos os sistemas, o complexo BTLD2: PLA2 mostrou uma atividade menor do que os respectivos controles. Concluindo, os resultados apresentados mostram que esta nova lectina isolada de alga vermelha possui uma evidente capacidade de interação com moléculas de PLA2, tanto cataliticamente ativas quanto inativas, com a formação de heterodímeros. Portanto, esta interação é capaz de modificar significativamente a estrutura terciária da PLA2, uma vez que o complexo mostrou atividade enzimática aumentada além de possivelmente alterar a estrutura de outras regiões moleculares da enzima. É importante verificar que a atividade farmacológica das PLA2s não tem uma correlação direta com a atividade catalítica das mesmas, envolvendo outras regiões que permitem a sua interação com receptores cuja região está distante do sítio catalítico da PLA2 Ver menos

Abstract: Lectins are proteins that bind specifically and reversibly to carbohydrates. They are widely distributed among living organisms and show many activities of biological and medical interest. In this work, two isoforms of lectins isolated from the red marine alga Bryothamnion triquetrum were purified by ion exchange followed by reverse phase chromatographies. The fractions named BTLD1 and BTLD2 showed apparent molecular mass of approximately 9.0 kDa in SDSPAGE. Both lectins probably have a basic character, as indicated the amino acid analyses using the Compute pI/Mw tool at the ExPASy server. The Nterminal sequences were compared between both lectins and also to other lectins, showing similarity with hypninA1, hypninA2 and BTL. The circular dichroism indicated that the secondary structure of the proteins are predominantly random coiled. Additionaly, BTLD2 (the more abundant lectin isoform in the alga extract) showed antibacterial activity against the grampositive bacteria Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) but was not effective against the gramnegative bacteria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap). A possible modulation of phospholipase activity by BTLD2 was also studied using two phospholipases A2, one isolated from Crotalus durissus cascavella venom that is Asp49 (D49) catalytically active, and other PLA2 Lys49 (K49) catalytically non active from Bothrops jararacussu venom. The pharmacological and biological activities of PLA2s were significantly change by incubation with BTLD2. The heterodimer formation of BTLD2 with Crotalus durissus cascavella or Bothrops jararacussu PLA2s appears to be a stable complex in solution with a molecular mass of approximately 23 kDa. BTLD2 significantly increased the enzymatic activity of the PLA2 from C.d. cascavella compared to the PLA2 alone. Both PLA2s (catalytically active and nonactive) showed strong antibacterial activity against Cmm with little effect against Xap. However, the BTLD2: PLA2 D49 or K49 complexes showed increase in antibacterial activity, particularly against Xap. Moreover, both PLA2s induced edematogenic activity in rat paw and strong platelet aggregation in washed platelets system. Interestingly, addition of BTLD2 with consequent formation of the BTLD2: PLA2 complex decreased both PLA2induced edema and platelet aggregation. Taken toghether, these results show that this new lectin isolated from a red alga and named BTLD2 has the capacity to interact with catalytic or noncatalytic PLA2, forming heterodimers. Therefore, this interaction possibly modify the PLA2 tertiary structure; as the complex BTLD2: PLA2 increase the enzymatic activity of PLA2 (i.e., the phospholipase activity) but at the same time decrease pharmacological and biological PLA2 activities not related to catalysis (i.e., platelet aggregation and edema). This suggests that the PLA2 structure is possibly modified in other sites of the enzyme rather than in the catalytic site. It can be concluded that the PLA2s has several binding sites for different molecules comprising the catalytic site responsible for the phospholipase activity and at least one more pharmacological site responsible for the effects observed after interaction with BTLD2. Therefore, the pharmacological activity of PLA2s has no direct correlation with the catalytic activity, involving other binding sites that allow receptor interaction whose position might be far from the catalytic site of PLA2 Ver menos