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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66883
ACTIVATION OF LEISHMANIA SPP. LEISHPORIN: EVIDENCE THAT DISSOCIATION OF AN INHIBITOR NOT ONLY IMPROVES ITS LIPID-BINDING EFFICIENCY BUT ALSO ENDOWS IT WITH THE ABILITY TO FORM PORES
leishporina
inibidor de dissociação
ligação lipídica
forma poros
Author
Affilliation
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil / Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal Do Amazonas, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil / Department of Cell Biology and Molecular Genetics, University of Maryland, United States
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil / Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Fisiologia e Biofísica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil / Department of Cell Biology and Molecular Genetics, University of Maryland, United States
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil / Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Fisiologia e Biofísica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Mostramos anteriormente que várias espécies de Leishmania produzem uma atividade lítica, que, em Leishmania amazonensis, é mediada por uma citolisina formadora de poros, chamada leishporina. Ela é tóxica para macrófagos in vitro e otimamente ativa em pH 5,0 a 5,5 e a 37 °C, sugerindo que pode ser ativa dentro de fagolisossomos. A leishporina de L. amazonensis (a-leishporina) e Leishmania guyanensis (g-leishporina) pode ser ativada por proteases, sugerindo uma proteólise limitada de um precursor inativo ou uma degradação proteolítica de um inibidor não covalentemente ligado. Aqui, mostramos que tanto a a quanto a g-leishporina também são ativadas em condições de dissociação, indicando a segunda hipótese como a correta. De fato, demonstramos ainda que a leishporina inativa é associada de forma não covalente a um inibidor, possivelmente mais de um oligopeptídeo que, quando removido, torna a leishporina hemoliticamente ativa. Essa ativação demonstrou ser o resultado tanto da melhora da capacidade da leishporina de se ligar a fosfolipídios quanto do surgimento de sua capacidade de formação de poros. Os resultados in vitro demonstram que a leishporina pode ser liberada pelos parasitas, à medida que evoluem em culturas axênicas, em uma forma inativa que pode ser ativada. Esses resultados são compatíveis com nossa hipótese de que a leishporina pode ser ativada no ambiente rico em protease, de baixo pH e dissociação de vacúolos parasitóforos, levando à ruptura de vacúolos e membranas plasmáticas com a liberação de amastigotas.
Abstract
We have previously shown that various species of Leishmania produce a lytic activity, which, in Leishmania amazonensis, is mediated by a pore-forming cytolysin, called leishporin. It is toxic for macrophages in vitro and optimally active at pH 5.0 to 5.5 and at 37 °C, suggesting that it might be active inside phagolysosomes. Leishporin from both L. amazonensis (a-leishporin) and Leishmania guyanensis (g-leishporin) can be activated by proteases, suggesting either a limited proteolysis of an inactive precursor or a proteolytic degradation of a non-covalently linked inhibitor. Here, we show that both a- and g-leishporin are also activated in dissociating conditions, indicating the second hypothesis as the correct one. In fact, we further demonstrated that inactive leishporin is non-covalently associated with an inhibitor, possibly more than one oligopeptide that, when removed, renders leishporin hemolytically active. This activation was shown to be the result of both the improvement of leishporin's ability to bind to phospholipids and the emergence of its pore-forming ability. In vitro results demonstrate that leishporin can be released by the parasites, as they evolve in axenic cultures, in an inactive form that can be activated. These results are compatible with our hypothesis that leishporin can be activated in the protease-rich, low pH, and dissociating environment of parasitophorous vacuoles, leading to disruption of both vacuoles and plasma membranes with the release of amastigotes.
Keywords in Portuguese
Leishmania spp.leishporina
inibidor de dissociação
ligação lipídica
forma poros
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