PAM isolados de peixe tanto terrestres como marinhos vem recebendo nas últimas décadas uma atenção especial, principalmente pela atividade demonstrada por estas pequenas moléculas. O baixo índice de infecção encontrado em peixe é notável e isso tem estimulado cada vez mais estudos do sistema de defesa inato destes animais (Ravichandran et al., 2010a). Alguns peptídeos antimicrobianos têm sido identificados em peixes e são responsáveis por este baixo índice de infecção, no entanto, o número de PAMs isolados e identificados a partir das células da epiderme ou secreção da pele, guelras e intestino de peixes ósseos (teleósteos) vem nas últimas décadas recebendo especial atenção. Alguns destes peptídeos antimicrobianos têm homologia
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com sequências de proteínas conhecidas, entretanto com outra função, o que sugere uma derivação de produtos de clivagem de proteínas maiores, tais como histonas e proteínas ribossomais reforçando ainda mais a ideia de multifuncionalidade (Robinette et al., 1998; Birkemo et al., 2003; Fernandes et al., 2004). Outro ponto de vista importante e ao mesmo tempo desafiador consiste em que os PAMs em peixes foram ignorados como potencial fonte de peptídeos antimicrobianos. Este fato reflete na baixa quantidade de peptídeos depositados no Antimicrobial Database (APD), o qual apresenta aproximadamente 1950 PAMs depositados a partir de diferentes fontes, entretanto relativamente uma pequena parcela, cerca de 10 %, tem sido isolada de peixes (Quadro 2) (Wang, Li e Wang, 2009).
41 Quadro 2. Alguns exemplos de peptídeos antimicrobianos isolados de peixes marinho.
Peptídeo Peixe Ambiente
Massa Molecular (kDa) Número de aminoácidos Fonte Referência
Pleurocidina Pleuronectes americanus NOA /
Antártico 2,7 25
pele e
intestino (Mason et al., 2006)
LEAP2 Pleuronectes americanus NOA /
Antártico 2,1 - 2,7 19 – 24
pele e
intestino (Liu et al., 2010)
MGCATH37 Myxine glutinosa NOA 3,5 - 4,6 30 – 37 intestio (Mason et al., 2006)
Pardaxina Pardachirus marmoratus Índico 3,3 33 muco da
pele (Vad et al., 2010)
Piscidina-1 Morone saxatilis NOA 2,5 22 pele, guelra (Moon et al., 2007)
Misgurina Misgurnus anguillicaudatus Pacífico 2,5 21 peixe inteiro (Park et al., 1997)
Hepcidina Oncorhynchus mykiss Pacífico 2,3 21 fígado (Douglas et al., 2003)
Hipposina Hippoglossus hippoglossus NOA 5,4 51 muco da
pele (Birkemo et al., 2003)
Mixinidina Myxine glutinosa NOA 1,3 12 muco da
pele
(Subramanian, Ross e Mackinnon, 2009)
LCRP Petromyzon marinus NOA /
42 NOA: Norte do Oceano Atlântico; Antártico: Oceano Antártico; Índico: Oceano Índico; Pacífico: Oceano Pacífico.
Índico
Parasina-I Parasilurus asotus NOA 2,0 19 pele (Cho et al., 2002)
Epinecidina-1 Epinephelus coioides Índico /
Pacífico 3,0 25 pele (Pan et al., 2007)
β-defensina Oncorhynchus mykiss NOA/
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As diversas funções dos PAMs de peixes já foram bem relatadas, quase todos estes já foram isolados e caracterizados demonstrando atividade antibacteriana ou bacteriostática diante de várias linhagens de bactérias Gram-negativas e -positivas. A epinecidina-1 e seus análogos sintéticos demonstraram medidas de ruptura da membrana observada contra bactérias Gram- negativas (Pan et al., 2009). Já em outro estudo utilizando hepcidinas isoladas de Japonese flounder (JF), nome científico da espécie Paralichthys olivaceus, ficou demonstrado que o peptídeo JF1, uma isoforma, não exibiu função antimicrobiana. Por outro lado, o peptídeo JF2 com 26 aminoácidos apresentou atividades contra as bactérias Gram-negativas, Escherichia coli e Gram-positivas como S. aureus e Lactococcus garvieae (Hirono et al., 2005). Transgênicos da espécie Danio rerio conhecido popularmente como “zebrafish”, expressando hepcidinas de tilápia (HT)2-3 mostraram resistência contra a infecção causada pela bactéria Gram-negativa, Vibrio vulnificus (Hsieh, Pan e Chen, 2010). Notavelmente, inúmeras cópias codificando múltiplos genes de hepcidina em “Japonese flounder” foram observadas em tilápia, salmão do Atlântico e várias outras espécies (Douglas et al., 2003; Huang, Chen e Kuo, 2007). Entre HTs, o gene HT 2-3 expresso foi induzido pela endotoxina bacteriana lipopolissacarídica (LPS), mas duas outras variantes deste gene, HT 1 e HT 2-5-2, não foram fortemente induzidas (Huang, Chen e Kuo, 2007). É possível, portanto, concluir que as múltiplas cópias de hepcidina evoluíram em espécies diferentes de peixe com diferentes funções biológicas. Um estudo realizado com epinecidina-1, HT 1-5, e HT 2-3 demonstrou que os análogos sintéticos destes peptídeos desestruturava a membrana externa da espécie Riemerella anatipestifer, um patógeno causador de mortalidade em patos, mais uma vez reforçando a ideia de multifuncionalidade (Pan et al., 2010).
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Além das funções antibacterianas observadas, os PAMs de peixes também demonstram outras atividades. O peptídeo β-defensina (BD)-1 mostrou atividade contra a septicemia hemorrágica viral (SHV), infecção que acomete uma espécie de truta denominada Oncorhynchus mykiss (Falco et al., 2009). Os PAMs, HT 1-5 e epinecidina-1 isolados de tilápia e garoupa, respectivamente demonstraram também funções antivirais contra o vírus da necrose do sistema nervoso (VNSN) (Chia et al., 2010; Wang, Kung e Chen, 2010). Devido à eficiência observada nos ensaios antivirais utilizando epinecidina-1, a necessidade de investigações sobre o mecanismo de ação destes peptídeos para o uso terapêutico, no combate à infecções virais apresenta uma área emergente (Wang et al., 2010). O tratamento com HT 1-5 protegeu embriões de salmão de uma infecção no pâncreas causada pelo vírus IPNV (infectious pancreatic necrosis virus), grande causador de perdas econômicas para a indústria de exportação deste rentável peixe (Rajanbabu e Chen, 2011a). A possibilidade de usar PAMs como modelo para o desenvolvimento de moléculas no melhoramento da aquicultura também mostra ser uma área promissora.
A ação antifúngica também foi encontrada em alguns PAMs isolados de peixes. O peptídeo, piscidina-2, secretado pelo robalo, tem a capacidade de romper as membranas de fungos e agir como fungicida (Sung, Lee e Lee, 2008). Já o peptídeo derivado de histona isolado do bacalhau do Atlântico, o H2B, foi caracterizado com funções antibacteriana e antifúngica contra os agentes patogênicos Aeromonas hydrophilia, bactéria Gram-negativa e Saprolegnia spp. fungo aquático (Bergsson et al., 2005). Outra função observada nos PAMs de peixes foi demonstrada pela β-hemoglobina, peptídeo com atividade antiparasitária contra a espécie Ichthyophthirius multifiliis (ich), causador de ictiofitiríase em bagres (Ullal e Noga, 2010). Epinecidina-1 também mostrou atividade contra a espécie Trichomonas vaginalis, um
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protozoário, anaeróbico flagelado que causa tricomoníase e Candida albicans, um fungo diplóide, causador de infecções oportunistas orais e genitais em seres humanos (Pan et al., 2009) (Figura 6).
Figura 6. Estrutura tridimensional do peptídeo piscidina (pdb 2jos) um peptídeo catiônico com potente atividade antimicrobiana, apresentando uma estrutura composta por uma α-hélice. A visualização foi realizada utilizando o programa PyMol v0.99.
Em adição, outros exemplos de PAMs de peixe também são relatados na literatura, entretanto suas estruturas tridimensionais ainda são pouco exploradas ou não foram resolvidas. No Protein Data Bank além da piscidina relatada anteriormente, somente pardaxina e pleurocidina estão depositadas. Pardaxina (pdb 1xc0) consiste em peptídeo antibacteriano ativo contra bactérias Gram-positiva e -negativa in vitro e secretado por glândulas da mucosa do peixe Pardachirus pavoninus (Porcelli et al., 2004). Pardaxina biofisicamente interage com membranas celulares por meio da formação de poros ou disrupção celular de canais iônicos voltagem dependente e apresenta conformação em α-hélice. As isoformas de pardaxina são compostas de
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aminoácidos carregados positivamente, mas na somatória geral a carga das isoformas para este peptídeo varia de 0 a +1 (Figura 7A). Já o peptídeo pleurocidina (pdb 1z64) apresenta carga +4 e estrutura em α-hélice na presença de TFE ou DPC (Syvitski et al., 2005). Este peptídeo foi isolado da secreção da pele do peixe Pleuronectes americanus e apresentou atividade antibacteriana (Figura 7B).
Figura 7. Estrutura tridimensional do peptídeo (A) pardaxina (pdb 1xc0) e (B) pleuricidina (pdb 1z64) peptídeos catiônicos com atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positiva e -negativa, apresentando conformação estrutural composta por α-hélice. A visualização foi realizada utilizando o programa PyMol v0.99.
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