Estudo de proteínas associadas ao mercúrio em peixes da região amazônica

Abstract

O peixe é uma importante fonte de proteínas de alto valor biológico, vitaminas e minerais. Porém, este alimento é também uma das principais vias de exposição humana a contaminantes tóxicos como o metilmercúrio (MeHg). Assim a sua acumulação no peixe pode predispor sérios riscos para a saúde humana. As altas concentrações de mercúrio encontrados em solo, sedimentos, peixes e humanos na Amazônia brasileira têm sido estudados intensamente pela comunidade científica nas últimas décadas, procurando-se elucidar os mecanismos de toxicidade das espécies mercuriais. As espécies mercuriais ligam-se preferencialmente às proteínas. Podendo significar que a fração biodisponível das espécies mercuriais nas diferentes espécies de peixes pode ser dependente da forma como estas estão ligadas a essas proteínas. Portanto esta proposta de trabalho buscou otimizar procedimentos eletroforéticos por 2D-PAGE para fracionamento e identificação de proteínas responsáveis pelo transporte de mercúrio em amostras de tecido muscular e hepático de peixes coletados no reservatório da Usina Hidrelétrica de Jirau – no rio Madeira; utilizando o método de espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GFAAS), para determinação de mercúrio nos tecidos e spots proteicos obtidos; avaliou o estresse oxidativo dos peixes contaminados com mercúrio por meio das atividades das enzimas catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSH-Px) e superóxido dismutase (SOD), bem como das concentrações de hidroperóxido de lipídio (HP); e caracterizou as proteínas transportadoras de mercúrio por Espectrometria de Massas (ESI-MS/MS) e posteriormente por Shotgun que envolve a união de duas técnicas a Espectrometria de Massas e a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (ESI-MS/MS + HPLC), finalizando o trabalho com ferramentas de bioinformática. Nesse trabalho três espécies de peixes, apreciadas na região e também comercializadas, foram estudadas Brachyplatystoma rousseauxii (Dourada), Mylossoma sp., Myleus sp. (Pacu) e Prochilodus nigricans (Curimatã), utilizou-se o tecido muscular e hepático de cada uma dessas espécies. Os resultados obtidos demonstram alta concentração de mercúrio no tecido hepático das três espécies de peixe estudadas numa média treze vezes mais concentrada do que no tecido muscular. Após a otimização de extrações, precipitações e corridas eletroforéticas, foram identificadas duas proteínas ligadas ao mercúrio a Triosephosphate isomerase A em seis spots proteicos sendo 5 deles no fígado de Dourada e 1 spot proteico no fígado de Pacu, e a Protein FAM45A no spot proteico de fígado de Cutimatã. Os dados gerados pelos programas de bioinformática confirmam a tendência dessas proteínas estarem ligadas ao mercúrio.

Fish is an important source of high biological value proteins, vitamins and minerals. However, this food is also one of the main routes of human exposure to toxic contaminants such as methylmercury (MeHg). Thus, their accumulation in the fish may predispose serious risks to human health. The high concentrations of mercury found in soil, sediments, fish and humans in the Brazilian Amazon; have been studied intensively by the scientific community in the last decades, trying to elucidate the mechanisms of mercury toxicity. Mercurial species bind preferentially to proteins. It may mean that the bioavailable fraction of mercury species in different species of fish may be dependent on the way they are bound to these proteins. Therefore, this work proposal sought to optimize 2D-PAGE electrophoretic procedures for fractionation and identification of proteins responsible for the transport of mercury in samples of muscle and liver tissue collected in the reservoir of the Jirau Hydroelectric Power Plant - on the Madeira river; using atomic absorption spectrometry in graphite furnace (GFAAS), for the determination of mercury in the tissues and protein spots obtained; Evaluated the oxidative stress of fish contaminated with mercury through the activities of the enzymes catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px) and superoxide dismutase (SOD), as well as the concentrations of lipid hydroperoxide (HP); and characterized by mercury transport proteins by Mass Spectrometry (ESI-MS/MS) and later by Shotgun involving the combination of Mass Spectrometry and High Performance Liquid Chromatography (ESI-MS/MS + HPLC) Finalizing the work with bioinformatics tools. In this work three species of fish, appreciated in the region and also commercialized, were studied Brachyplatystoma rousseauxii (Dourada), Mylossoma sp., Myleus sp. (Pacu) and Prochilodus nigricans (Curimatã), the muscle and liver tissue of each of these species was used. The results obtained demonstrate a high concentration of mercury in the hepatic tissue of the three fish species studied in an average thirteen times more concentrated than in muscle tissue. After optimization of extractions, precipitations and electrophoretic runs, two mercury-bound proteins were identified: Triosephosphate isomerase A in six protein spots, five of them in the liver of Dourada and one protein spot in the liver of Pacu, and Protein FAM45A in the protein spot of Cutimatã liver. The data generated by the bioinformatics programs confirm the tendency of these proteins to be linked to mercury.