Descripción de Hutmannin-1, una nueva metaloproteasa piii del veneno de la serpiente neotropical mapanare de lansberg (Porthidium lansbergii Hutmanni) con actividades fibrino (geno) líticas y hemorrágicas

Description of Hutmannin-1, a new piii-metalloprotease from the venom of the neotropical lansberg’s hognose Viper (Porthidium lansbergii hutmanni) With fibrino(geno) lytic and haemorrhagic activities

  • María Eugenia Pineda Universidad Central de Venezuela
  • Jonás Perales Laboratory of Toxinology, Oswaldo Cruz Institute
  • Elda Eliza Sánchez Texas A&M University-Kingsville
  • Tomas Hermoso Universidad Central de Venezuela
  • María Narvaez Universidad Central de Venezuela
  • Alexander Chapeaurouge Laboratory of Toxinology, Oswaldo Cruz Institute
  • Alba Marlene Vargas Universidad Central de Venezuela
  • Alexis Rodríguez-Acosta Universidad Central de Venezuela
Palabras clave: Anticoagulante, antitoxina, coagulación, hemostasia, hemorragia, veneno de serpiente

Resumen

El objetivo de este trabajo fue caracterizar hutmannin-1 (hut-1), una nueva metaloproteasa de clase P-III de ~ 62 kDa de la serpiente Porthidium lansbergii hutmanni (P.l.h ) (Isla Margarita, Venezuela). Para caracterizar esta proteína, el veneno crudo de P.l.h se fraccionó mediante cromatografía de exclusión molecular, cromatografía de intercambio aniónico y cromatografía líquida del alto rendimiento (HPLC). Hutmannin-1 se identificó por espectrometría de masas MALDI-TOF / TOF, y el veneno se analizó por SDS-PAGE. Se determinó la letalidad, la dosis hemorrágica mínima (MHD), el efecto de la temperatura sobre la actividad, la actividad procoagulante en el plasma humano y las actividades anticoagulantes, desfibrinantes, fibrinolíticos gelatinolíticos y fibrinogenolíticos y de agregación plaquetaria de hut-1. Se realizaron ensayos de reconocimiento antigénico en P.l.h veneno crudo y hut-1 mediante suero anti-ofídico polivalente (PAOS) venezolano. Hut-1 tuvo una fuerte actividad fibrinolítica y fibrinolítica moderada. Estas actividades y la actividad hemorrágica de hut-1 fueron completamente inhibidas por ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). El veneno crudo de P.l.h tuvo una potente actividad anticoagulante en plasma recalcificado e inhibió la agregación plaquetaria inducida por trombina, ADP, colágeno y ristocetina. En contraste, la inhibición de la agregación plaquetaria, actividad anticoagulante y coagulante de hut-1 no se observó con ninguno de los agonistas. Este resultado sugiere que otras proteínas en el veneno crudo, afectan notablemente las funciones plaquetarias y / o los factores de coagulación. El antiveneno comercial venezolano mostró una capacidad limitada para neutralizar la actividad hemorrágica de la hut-1.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

AGUILAR, I.; GIRÓN, M.E.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A. Purification and characterisation of a haemorrhagic fraction from the venom of the Uracoan rattlesnake Crotalus vegrandis. Biochim. Biophys. Acta. 548: 57-65. 2011.

ANGULO, Y.; ESCOLANO, J.; LOMONTE, B.; GUTIERREZ, J.M.; SANZ, L.; CALVETE, J. Snake venomics of Central American Pittvipers: Clues for Rationalizing the Distinct Envenomation Profiles of Atropoides nummifer and Atropoides picadoi. J. Proteom. Res. 7: 708-19. 2008.

BERLING, I.; ISBISTER, G.K. Hematologic effects and complications of snake envenoming. Transfus. Med. Rev. 29: 82-89. 2015.

CAMPBELL, JA.; LAMAR, W. Porthidium genus. Venomous reptiles of Latin America, Cornell. Univ. Press, Cornell (USA). Pp. 313-329. 1989.

CANDIANO, G.; BRUSCHI, M.; MUSANTE, L.; SANTUC- CI, L.; GHIGGERI, G.M.; CARNEMOLLA, B.; ORECCHIA, P.; ZARDI, L.; RIGHETTI, P. Blue silver: A very sensitive colloidal Coomassie G-250 staining for proteome analysis. Electrophor. 25: 1327-1333. 2004.

CASTOE, A.; SASA, M.; PARKINSON, C. Modeling nucleotide evolution at the mesoscale: The phylogeny of the Neo- tropicalpitvipers of the Porthidium group (Viperidae: Crotalinae). Mol. Phylogenet. Evol. 37: 881–898. 2005.

DA SILVA, M.; LUCENA, S.; AGUILAR, I.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A.; SALAZAR, A.M.; SÁNCHEZ, E.E.; GIRÓN, M.E.; CARVAJAL, Z.; AROCHA-PIÑANGO, C.; GUERRERO, B. Anti-platelet effect of cumanastatin 1 a disintegrin isolated from venom of South American Crotalus rattlesnake. Thromb. Res. 123: 731-739. 2009.

ESCALANTE, T.; NÚÑEZ, J.; MOURA DA SILVA, A.M.; RUCAVADO, A.; THEAKSTON, R.D.; GUTIÉRREZ, J.M. Pulmonary hemorrhage induced by jararhagin a metalloproteinase from Bothrops jararaca snake venom. Toxicol. Appl. Pharmacol. 193: 17–28. 2003.

ESCALANTE, T.; RUCAVADO, A.; FOX, J.; GUTIÉRREZ, J.M. Key events in microvascular damage induced by snake venom hemorrhagic metalloproteinases. J. Proteomics. 74: 1781-1794 2011.

FREITAS DE SOUSA, L.A.; COLOMBINI, M.; LOPES-FERREIRA, M.; SERRANO, S.M.T.; MOURA DA-SILVA, A.M. Insights into the mechanisms involved in strong hemorrhage and dermonecrosis induced by AtroxlysinIa a PI-Class snake venom metalloproteinase. Toxins. 9: 239. 2017.

FUENTES, O.; RODRIGUEZ-ACOSTA, A. Sobre los géneros Bothriechis Bothriopsis Bothrops y Porthidium (Serpentes: Crotalidae) existentes en Venezuela. Claves para su identificación de interés biomédico. Acta. Biol. Venez. 17: 31-38. 1997.

GAY, C.; LEIVA, L.; TEIBLER, P.; ACOSTA DE P, O. Proteolytic edematogenic and miotoxic activities of a hemorrhagic metalloproteinase isolated from Bothrops alternatus venom. Toxicon. 46: 546-554. 2005;

GENE, J.A.; ROY, A.; ROJAS, G.; GUTIÉRREZ, J.M.; CERDAS, L. Comparative study on the coagulant desfibrinating fibrinolytic and fibrinogenolytic activities of Costa Rican Crotalinae snake venoms and their neutralization by polyvalent antivenom. Toxicon. 27: 841-848. 1989.

GIDDEN J, DENSON J, LIYANAGE R, IVEY DM, LAY JO. Lipid Compositions in Escherichia coli and Bacillus subtilis During Growth as Determined by MALDI-TOF and TOF/TOF Mass Spectrometry. Int. J. Mass. Spectrom. 2009;283:178- 184.

GIRÓN, M.E.; ESTRELLA, A.; SÁNCHEZ, E.E.; GALAN, J.; TAO, A.; GUERRERO, B.; SALAZAR, A.M.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A. Purification and characterization of a metalloproteinase Porthidin-1 from the venom of Lansberg’s hog-nosed pitvipers (Porthidium lansbergii hutmanni). Toxi- con. 57: 608-618. 2011.

GIRÓN, M.E.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A.; SALAZAR, A.M.; SÁNCHEZ, E.E.; GALAN, J.; IBARRA, C.; GUERRERO, B. Isolation and characterization of two new non-hemorrhagic metalloproteinases with fibrinogenolytic activity from the mapanare (Bothrops colombiensis) Venom. Arch. Toxicol. 87: 197-208. 2013.

GIRÓN, M.E.; SALAZAR, A.M.; AGUILAR, I.; PÉREZ, J.; SÁNCHEZ, E.E.; AROCHA-PIÑANGO, C.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A.; GUERRERO, B. Hemorrhagic coagulant and fibrino(geno)lytic activities of crude venom and fractions from mapanare (Bothrops colombiensis) snakes Comp. Biochem. Physiol. Toxicol. Pharmacol. 147: 113-121. 2008.

GRILLO, O.; SCANNONE, H. Fractionation of Crotalus durissus cumanensis venom by gel filtration. Toxicon. 14: 400-403. 1976.

GUTIÉRREZ, J.M.; LEÓN, G.; LOMONTE, B.; ANGULO, Y. Antivenoms for snakebite envenomings. Inflamm. Allergy. Drug. Targets. 10: 369-380. 2011.

HAMZA, L.; GARGIOLI, C.; CASTELLI, S.; RUFINI, S.; LARABA-DJEBARI, F. Purification and characterization of a fibrinogenolytic and hemorrhagic metalloproteinase isolated from Vipera lebetina venom. Biochimie. 92: 797- 805. 2010.

HERNÁNDEZ, M.; SCANNONE, H.; FINOL, H.J.; PINEDA, M.E.; FERNÁNDEZ, I.; GIRÓN, M.E.; AGUILAR, I.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A. Alterations in the ultrastructure of cardiac autonomic nervous system triggered by crotoxin from rattlesnake (Crotalus durissus cumanensis) Venom. Exp. Toxicol. Pathol. 59:129-37. 2007.

HERRERA, C.; ESCALANTE, T.; VOISIN, M.; RUCAVADO, A.; MORAZÁN, D.; KELE, J.; CALVETE, J.J.; SANZ, L.; NOURSHARGH, S.; GUTIÉRREZ, J.M.; FOX, J.W Tissue localization and extracellular matrix degradation by PI PII and PIII snake venom metalloproteinases: Clues on the mechanisms of venom-induced haemorrhage. PLoS. Negl. Trop. Dis. 29: 1-20. 2015.

JIA, L.G.; WANG, X.M.; SHANNON, J.D.; BJARNASON, J.B.; FOX, J.W.; Function of disintegrin-like/cysteine-rich domains of atrolysin A Inhibition of platelet aggregation by recombinant protein and peptide antagonists. J.Biol. Chem. 272: 13094-13102. 1997.

JIMÉNEZ-CHARRIS, E.; MONTEALEGRE-SANCHEZ, L.; SOLANO-REDONDO, L.; MORA-OBANDO, D.; CAMACHO, E.; CASTRO-HERRERA, F.; FIERRO-PÉREZ, L.; LOMONTE, B. Proteomic and functional analyses of the venom of Porthidium lansbergii lansbergii (Lansberg’s hognose viper) from the Atlantic Department of Colombia. J. Proteom. 114: 287-299. 2015;

KAMIGUTI, A. Platelets as targets of snake venom metallo-proteinases. Toxicon. 45: 1041-1049. 2005;

KINI, M.; KOH, C. Metalloproteases Affecting blood coagulation fibrinolysis and platelet aggregation from snake venoms: definition and nomenclature of interaction sites. Toxins. 8: 330-338. 2016.

KONDO, H.; KONDO, S.; IKEZAWA, Y.; MURATA, R.; OHSAKA, A. Studies on the quantitative method for the determination of hemorrhagic activity of Habu snake venom. Japan J. Med. Sci. Biol. 13: 43-51. 1960.

LAEMMLI, U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227: 680-85. 1970.

LANCINI, A. Familia Viperidae. Genero Bothrops. Serpientes de Venezuela. 2nd Ed. Ediciones Ernesto Armitano, Venezuela. Pp. 203-204. 1986.

LEE J.H.; CHOI, H.S.; NASR, K.A.; HA, M.; KIM, Y.; FRANGIONI, J.V. High-throughput small molecule identification using MALDI-TOF and a nanolayered substrate. Analytical Chemistry. 83 (13):5283-5289. 2011.

LOMONTE, B.; REY-SUÁREZ, P.; TSAIA, W.; ANGULO, Y.; SASA, M.; GUTIÉRREZ, J.M.; CALVETE, J. Snake venomics of the pit vipers Porthidium nasutum Porthidium ophryo-megas and Cerrophidion godmani from Costa Rica: Toxicological and taxonomical insights. J. Proteom. 75:1675- 1689. 2012.

LOWRY, O.; ROSEBROUGH, N.; FARR, A.; RANDALL, R. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem. 93: 265-275. 1951.

MARKLAND, F.; SWENSON, S. Snake venom metalloproteinases. Toxicon. 62: 3–18. 2013.

MARSH, N.A.; AROCHA-PIÑANGO, C.L. Evaluation of the fibrin plate method for estimating plasminogen activators. Thromb. Diath. Haemorrh. 28: 75–88. 1972.

MOURA-DA-SILVA, A.M.; BALDO, C. Jararhagin a hemorrhagic snake venom metalloproteinase from Bothrops jararaca. Toxicon. 60: 280-289. 2012;

OYAMA, E.; TAKAHASHI, H. Structures and functions of snake venom metalloproteinases (SVMP) from Protobothrops venom collected in Japan. Molecules. 22: E1305/1- 11. 2017.

PIFANO, F. Investigación y docencia en Medicina Tropical. Arch. Ven. Med. Trop. Parasitol. Med. 4: 1-203. 1961.

REY-SUÁREZ, P.; NÚÑEZ, V.; GUTIÉRREZ, J.M.; LOMONTE, B. Proteomic and biological characterization of the venom of the red-tail coral snake Micrurus mipartitus (Elapidae) from Colombia and Costa Rica. J. Proteom. 75: 655-667. 2011.

RODRÍGUEZ-ACOSTA, A.; SÁNCHEZ, E.E.; MÁRQUEZ, A.; CARVAJAL, Z.; SALAZAR, A.M.; GIRÓN, M.E.; ESTRELLA, A.; GIL, A.; GUERRERO, B. Hemostatic properties of Venezuelan Bothrops snake venoms with special reference to Bothrops isabelae Venom. Toxicon. 56: 926-935.2010.

ROKYTA, D.R.; WRAY, K.P.; LEMMON, A.R.; LEMMON, E.M.; CAUDLE, S.B. High-throughput venom-gland transcriptome for the Eastern Diamondback Rattlesnake (Crotalus adamanteus) and evidence for pervasive positive selection across toxin classes. Toxicon. 57: 657-671. 2011.

SALAZAR, A.M.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A.; GIRÓN, M.E.; AGUILAR, I.; GUERRERO, B. A comparative analysis of the clotting and fibrinolytic activities of the snake venom (Bothrops atrox) from different geographical areas in Venezuela. Thromb. Res. 120: 95-104. 2007.

SÁNCHEZ, E.E.; GIRÓN, M.E.; UZCÁTEGUI, N.L.; GUERRERO, B.; SAUCEDO, M.; CUEVAS, E.; RODRÍGUEZ-ACOSTA, A. Biochemical and biological characterisation of lancehead (Bothrops venezuelensis Sandner 1952) snake venom from the Venezuelan Central Coastal range. Bol. Malariol. San. Ambient. 54:138-149. 2014.

SANDNER-MONTILLA, F. Una nueva especie de Bothrops lansbergii de la familia Crotalidae. Mem. Cient. Ofidiol. 9:1- 16. 1989.

TAKEDA, S. Adam and Adamts family proteins and snake venom metalloproteinases: A structural overview. Toxins. 8:155. 2016.

TERRA, R.; PINTO, A.; GUIMARAES, J.; FOX, J. Proteomic profiling of snake venom metalloproteinases (SVMPs): Insights into venom induced pathology. Toxicon. 54: 836-844. 2009.

THEAKSTON, R.D.G.; REID, H.A. Development of simple standard assay procedures for the characterization of snake venoms. Bull. WHO. 61: 949-956. 1983.

VAN TILBURG, M.F.; SOUSA, S.D.; FERREIRA DE MELO, R.B.; MORENO, F.B.; MONTEIRO-MOREIRA, A.C.; Proteome of the rete testis fluid from tropically-adapted Morada Nova rams. Anim Reprod Sci. 2017n;176:20-31.

VARGAS, A.M.; FINOL, H.J.; SCANNONE, H.; FERNANDEZ, I.; RODRIGUEZ ACOSTA, A. Effects of lansberg’s hognose pit vipers (Porthidium lansbergii hutmanni) venom on renal ultrastructure in experimental mice. Acta. Scien. Vet. 39: 1-6. 2011.

WAHBY, A.F.; ABDEL-ATY, A.; EL-KADY, E.M. Purification of hemorrhagic SVMPs from venoms of three vipers of Egypt. Toxicon. 59: 329-337. 2012;

WANG, T.; ZHANG, S.J.; CAO, S.L.; GUO, W.Z.; YAN, B.; FANG, H.B.. Protective effects of salubrinal on liver injury in rat models of brain death. Chin. Med. J. (Engl.) 128(11):1523- 8. 2015.

WELDON, C.L.; MACKESSY, S.P. Alsophinase a new P-III metalloproteinase with α-fibrinogenolytic and hemorrhagic activity from the venom of the rearfanged Puerto Rican Racer Alsophis portoricensis (Serpentes: Dipsadidae). Biochimie. 94: 1189-1198. 2012.

XIONG, S; HUANG,C. Synergistic strategies of predominant toxins in snake venoms. Toxicol. Lett. 2018; 287: 142-154.
Publicado
2021-04-23
Cómo citar
1.
Eugenia Pineda M, Perales J, Sánchez EE, Hermoso T, Narvaez M, Chapeaurouge A, Vargas AM, Rodríguez-Acosta A. Descripción de Hutmannin-1, una nueva metaloproteasa piii del veneno de la serpiente neotropical mapanare de lansberg (Porthidium lansbergii Hutmanni) con actividades fibrino (geno) líticas y hemorrágicas: Description of Hutmannin-1, a new piii-metalloprotease from the venom of the neotropical lansberg’s hognose Viper (Porthidium lansbergii hutmanni) With fibrino(geno) lytic and haemorrhagic activities. Rev. Cient. FCV-LUZ [Internet]. 23 de abril de 2021 [citado 8 de noviembre de 2024];30(3):142-56. Disponible en: https://produccioncientificaluz.org/index.php/cientifica/article/view/35747
Sección
Vida Silvestre