Caracterização das proteínas do sistema tiorredoxina de Candida albicans como estratégia para obtenção de novas opções terapêuticas

Abstract

RESUMO: O sistema tiorredoxina desempenha um papel crítico na manutenção do estado redox do citoplasma, participando de funções importantes não somente para viabilidade celular dos fungos, mas também para sua sobrevivência dentro do hospedeiro. Embora a informação funcional e estrutural de alvos em fungos patogênicos humanos tem sido pouco descrito na literatura, tais estudos são essenciais para concepção de medicamentos e aplicações biotecnológicas. Considerando a real necessidade do desenvolvimento de novos antifúngicos e a ausência de estruturas tridimensionais resolvidas para proteínas que participam do sistema tiorredoxina em fungos patogênicos, o objetivo do presente trabalho foi otimizar a expressão heteróloga em Escherichia coli das proteínas do sistema tiorredoxina de Candida albicans e avaliar possíveis aplicações na prevenção e tratamento de infecções fúngicas invasivas (IFI). As proteínas tiorredoxina com His-tag (CaTrx-His) e tiorredoxina redutase de C. albicans com His-tag (CaTrxR-His) foram obtidas a partir da fração solúvel do lisado de E. coli apresentando elevado grau de pureza. Os estudos realizados para avaliar a atividade enzimática apontaram que o sistema era biologicamente ativo. A estabilidade térmica da proteína em diferentes pHs e temperaturas, foi maior em pH 8,0 para CaTrxR-His, enquanto que, para CaTrx-His, mostrou-se estável independente das condições. Em paralelo avaliou a efetividade da CaTrxR-His como vacina, em induzir níveis elevados de imunoglobulina G em camundongos Balb/c. Os resultados são apresentados em dois artigos: "Structural and functional characterization of the recombinant thioredoxin reductase from Candida albicans as a potential target for vaccine and drug design" e "Structural characterization of recombinant thioredoxin from Candida albicans, as potential antifungal target". Estes dados podem ter grande impacto em futuras estratégias de desenvolvimento de vacinas e drogas contra infecção por C. albicans

ABSTRACT: The thioredoxin system plays a critical role in maintaining the redox state of cytoplasm attending important functions not only cell viability of fungi, but also for their survival within the host. Although the functional and structural information of targets in human pathogenic fungi have been few reports in the literature, these studies are essential for drug design and biotechnological applications. Considering the real need for the development of new antifungal drugs and the lack of three-dimensional structures solved for proteins participating in the thioredoxin system in pathogenic fungi, the objective of this study was to optimize the heterologous expression in Escherichia coli of the thioredoxin system proteins of Candida albicans and evaluate possible applications in the prevention and treatment of invasive fungal infections (IFI). The thioredoxin protein with His-tag (CaTrx-His) and thioredoxin reductase from C. albicans with His-tag (CaTrxR-His) were obtained from the soluble fraction of the lysate of E. coli having high purity. Studies conducted to evaluate the enzymatic activity indicate that the system was biologically active. The thermal stability of the protein in different pHs and temperatures, was higher at pH 8.0 to CaTrxR-His, while for CaTrx-His, proved stable regardless of conditions. In parallel evaluates the effectiveness of the CaTrxR- His as vaccine to induce high levels of immunoglobulin G in Balb/c mice. The results are presented in two articles: "Structural and functional characterization of the recombinant thioredoxin reductase from Candida albicans as a potential target for vaccine and drug design" e "Structural characterization of recombinant thioredoxin from Candida albicans, as potential antifungal target". These data may have great impact on future vaccine development strategies and drugs against infection with C. albicans