Isolamento e prospecção de efeitos biológicos de peptídeos derivados da enzima l-amino-oxidase do veneno da serpente Crotalus durissus terrificus

Abstract

O isolamento e a caracterização de enzimas derivadas de venenos ofídicos têm se mostrado estratégias promissoras na descoberta de novas moléculas bioativas com aplicações farmacológicas, especialmente no combate a infecções causadas por microrganismos multirresistentes. Dentre os componentes do veneno da serpente Crotalus durissus terrificus, destacam-se as L-aminoácido oxidases (LAAOs), reconhecidas por sua atividade catalítica tradicionalmente associada à produção de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e, consequentemente, à indução de estresse oxidativo em microrganismos, o que caracteriza sua ação antimicrobiana. No entanto, evidências recentes sugerem que a ação dessas enzimas pode não se restringir à produção de H₂O₂, mas também envolver mecanismos adicionais, possivelmente mediados por fragmentos peptídicos bioativos (criptídeos) liberados durante processos de clivagem enzimática. Nossos dados experimentais demonstraram que a digestão proteolítica da LAAO consegue gerar peptídeos com propriedades antimicrobianas distintas da enzima original. A enzima, após purificação, foi submetida à digestão enzimática com tripsina, resultando na obtenção de 11 frações peptídicas (L1–L11). A atividade antimicrobiana dessas frações foi avaliada frente a Candida albicans, Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Entre as frações analisadas, a fração L9 apresentou o melhor desempenho, exibindo inibição superior a 60% contra C. albicans e aproximadamente 30% contra S. aureus, além de atividade detectável frente a E. coli. Outras frações, como L6 e L8, também demonstraram inibição antifúngica expressiva, superior a 80%, sugerindo um perfil de ação predominantemente antifúngico. Esses achados sugerem que os efeitos antimicrobianos da LAAO não são exclusivamente mediados pela liberação de H₂O₂, mas também por peptídeos bioativos, Criptídeos, gerados por clivagem enzimática. Dessa forma, propomos que, em ambientes biológicos, a LAAO possa sofrer proteólise, liberando peptídeos com funções específicas, incluindo atividade antimicrobiana. Essa hipótese amplia o entendimento sobre o mecanismo de ação das LAAOs e reforça seu potencial como fonte de peptídeos candidatos ao desenvolvimento de novos agentes terapêuticos.

Isolation and characterization of enzymes derived from snake venoms have proven to be promising strategies for the discovery of new bioactive molecules with pharmacological applications, especially in the fight against infections caused by multidrug-resistant microorganisms. Among the components of Crotalus durissus terrificus snake venom, L-amino acid oxidases (LAAOs) stand out. They are recognized for their catalytic activity, traditionally associated with the production of hydrogen peroxide (H₂O₂) and, consequently, the induction of oxidative stress in microorganisms, a mechanism that underlies their antimicrobial action. However, recent evidence suggests that the action of these enzymes may not be restricted to H₂O₂ production, but may also involve additional mechanisms, possibly mediated by bioactive peptide fragments (cryptides) released during enzymatic cleavage processes. Our experimental data demonstrated that the proteolytic digestion of LAAO generated peptides with antimicrobial properties distinct from the original enzyme. The purified enzyme was subjected to enzymatic digestion with trypsin, yielding 11 peptide fractions (L1–L11). The antimicrobial activity of these fractions was assessed against Candida albicans, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus. Among the analyzed fractions, fraction L9 showed the best performance, exhibiting over 60% inhibition against C. albicans and approximately 30% against S. aureus, in addition to detectable activity against E. coli. Other fractions, such as L6 and L8, also demonstrated significant antifungal activity, exceeding 80%, suggesting a predominantly antifungal action profile. These findings suggest that the antimicrobial effects of LAAO are mediated not only by H₂O₂ release, but also by bioactive peptides (cryptides) generated by enzymatic cleavage. We therefore propose that, in biological environments, LAAO may undergo proteolysis, releasing peptides with specific functions, including antimicrobial activity. This hypothesis expands the understanding of the mechanism of action of LAAOs and reinforces their potential as a source of candidate peptides for the development of new therapeutic agents.