El tamoxifeno inhibe el canal aniónico inducido por la α-hemolisina de Staphylococcus aureus: análisis electrofisiológico y de acoplamento
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12326Palabras clave:
Tamoxifeno; Staphylococcus aureus; Canal iónico; Factores virulentos; Agente antimicrobiano.Resumen
Investigar los efectos del tamoxifeno sobre el canal de α-hemolisina obtenido de Staphylococcus aureus (α-HL) en bicapas lipídicas planas con caracterización electrofisiológica y estudios de acoplamiento. Se prepararon membranas planas y se añadió α-HL (0,07mg/ml) a la solución estándar en la cámara cis de la cámara experimental. Todos los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente usando un amplificador Axopatch 200A en el modo de "sujeción de voltaje". A pH 7,5, los canales de α-HL estaban generalmente en alta conductancia ~4nS y rara vez cambian a estados de baja conductancia. Después de que el canal de iones se incorporó a la membrana, también se añadió tamoxifeno a la solución estándar en el compartimento cis. Para los estudios de acoplamiento, las coordenadas atómicas del canal heptamérico se obtuvieron del PDBID (7AHL) y la estructura del tamoxifeno de Pubchem, sus coordenadas se construyeron y minimizaron con el programa Avogadro. Los experimentos de acoplamiento molecular se llevaron a cabo utilizando el portal en línea Dockthor. El tamoxifeno inhibió (P<0,05) la conductancia del canal α-HL de forma dependiente del voltaje. Se evaluaron las tres mejores soluciones de atraque con el canal, se observó que el modo de conexión con mayor afinidad tiene mayor número de tipos de enlaces polares. Los residuos con las interacciones energéticas más altas fueron 111 y 147, que forman los residuos de la constricción del canal. Las otras conformaciones se acomodaron en una región con características más hidrofóbicas (valina 149). El mecanismo por el cual el tamoxifeno inhibió el canal de α-hemolisina de Staphylococcus aureus fue bloqueando la constricción de este canal.
Citas
Bryant, A. E., Gomi, S., Katahira, E., Huang, D. B., & Stevens, D. L. (2019). The effects of iclaprim on exotoxin production in methicillinresistant and vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus. Journal of Medical Microbiology, 68, 456–466. https://doi.org/10.1099/jmm.0.000929
Fussle, R., Bhakdi, S. Sziegoleit, A., Tranum-Jensen, J., Kranz, T., & Wellensiek, H. J. (1981). On the mechanism of membrane damage by Staphylococcus aureus alpha-toxin. Journal of Cell Biology, 91, 83-94. https://doi.org/10.1083/jcb.91.1.83
Gómez-Coronado, D., Lasunción, M. A., Martínez-Botas, J., & Fernández-Suárez, M. E. (2020). Role of cholesterol metabolism in the anticancer pharmacology of selective estrogen receptor modulators. Seminars in Cancer Biology, S1044-579X(20), 30187-5. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2020.08.015
Gouaux, J. E., Braha, O., Hobaugh, M. R., Song, L., Cheley, S., Shustak, C., & Bayley, H. (1994). Subunit stoichiometry of staphylococcal alpha-hemolysin in crystals and on membranes: a heptameric transmembrane pore. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 91, 12828–31. https://doi.org/10.1073/pnas.91.26.12828
Hanwell, M. D., Curtis, D. E., Lonie, D. C., Vandermeersch, T., Zurek, E., & Hutchison, G. R. (2012). Avogadro: An advanced semantic chemical editor, visualization, and analysis platform. Journal of Cheminformatics, 4(1), 17. https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-17
Imberti, R., Garavaglia, M. L., Verduci, I., Cannavale, G., Balduzzi, G., Papetti, S., & Mazzanti, M. (2018). Antiestrogen- and tamoxifen-induced effects on calcium-activated chloride currents in epithelial cells carrying the ΔF508-CFTR point mutation. Respiratory Research, 19, 198. https://doi.org/10.1186/s12931-018-0901-1
Júnior, J. J. S., Soares, T. A., Pol-Fachin, L., Machado, D. C. Rusu, V. H., Aguiar, J. P., & Rodrigues, C. G. (2019). Alpha-hemolysin nanopore allows discrimination of the microcystins variants. RSC Advances, 9, 14683. https://doi.org/10.1039/c8ra10384d
Karginov, V. A., Nestorovich, E. M, Schmidtmann, F., Robinson, T. M., Yohannes, A., Fahmi, N. E., Bezrukov, S. M., & Hecht, S. M. (2007). Inhibition of S. aureus alpha-hemolysin and B. anthracis lethal toxin by beta-cyclodextrin derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15(16), 5424–31. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2007.05.058
Krasilnikov, O. V., Merzlyak, P. G., Yuldasheva, L. N., Rodrigues, C. G., & Nogueira R. A. (1999). Heparin influence on alpha-staphylotoxin formed channel. Biochimica et Biophysica Acta, 1417(1), 167–82. https://doi.org/10.1016/s0005-2736(98)00244-2
Krasilnikov, O. V., Merzlyak, P. G. Sabirov, R. Z., Ternovsky, V. I., & Zaripova, R. K. (1988). Effect of pH on the potential-dependence of staphylococcal toxin channels functioning in phosphatidylcholine bilayer. Ukrainskiĭ Biokhimicheskiĭ Zhurnal, 60(6), 60–66. Retrieved from https://europepmc.org/article/med/2467413
Krasilnikov, O. V., Merzlyak, P. G., Yuldasheva, L. N., Rodrigues, C. G., Bhakdi, S., & Valeva, A. (2000). Electrophysiological evidence for heptameric stoichiometry of ion channels formed by Staphylococcus aureus alpha-toxin in planar lipid bilayers. Molecular Microbiology, 37(6), 1372–8. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2000.02080.x
Liu, J., Kozhaya, L., Torres, V. J., Unutmaz, D., & Lu, M. (2020). Structure-based discovery of a small-molecule inhibitor of methicillin-resistant Staphylococcus aureus virulence. Journal of Biological Chemistry, 295(18), 5944-5959. https://doi.org/10.1074/jbc.RA120.012697
Magalhães, C. S., Almeida, D. M., Barbosa, H. J. C., & Dardenne, L. E. (2014). A dynamic niching genetic algorithm strategy for docking of highly flexible ligands. Information Sciences, 289, 206–24. https://doi.org/10.1016/j.ins.2014.08.002
Melo, M. C. A., Teixeira, L. R., Pol-Fachin, L., & Rodrigues C. G. (2016). Inhibition of the hemolytic activity caused by Staphylococcus aureus alpha-hemolysin through isatin-Schiff copper(II) complexes. FEMS Microbiology Letters, 363(1), fnv207. https://doi.org/10.1093/femsle/fnv207
Montal, M., & Mueller, P. (1972). Formation of bimolecular membranes from lipid monolayers and a study of their electrical properties. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 69(12), 3561–6. https://doi.org/10.1073/pnas.69.12.3561
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. Santa Maria, RS: UFSM, NTE. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/15824
Ponce-Balbuena, D., López-Izquierdo, A., Ferrer, T., Rodríguez-Menchaca, A. A., Aréchiga-Figueroa, I. A., & Sánchez-Chapula, J. A. (2009). Tamoxifen inhibits inward rectifier K+ 2.x family of inward rectifier channels by interfering with phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate-channel interactions. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 331(2), 563-573. https://doi.org/10.1124/jpet.109.156075
Qiu, J., Wang, D., Zhang, Y., Dong, J., Wang, J., & Niu, X. (2013). Molecular modeling reveals the novel inhibition mechanism and binding mode of three natural compounds to Staphylococcal alpha-hemolysisn. Public Library of Science One, 8(11), e80197. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0080197
Rani, N., Saravanan, V., Lakshmi, P. T. V., & Annamalai, A. (2014). Inhibition of pore formation by blocking the assembly of Staphylococcus aureus a-hemolysin through a novel peptide inhibitor: an in silco approach. International Journal of Peptide Research and Therapeutics, 20, 575–83. https://doi.org/10.1007/s10989-014-9424-x
Rodrigues, C. G, Machado, D. C., Da Silva, A. M. B., Júnior, J. J. S., & Krasilnikov, O. V. (2011). Hofmeister effect in confined spaces: halogen ions and single molecule detection. Biophysical Journal, 100(12), 2929–35. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2011.05.003
Silva, H. R., Rocha, Álvaro S. C., Rocha, M. V. S., Veras, D. M., Sousa, O. M. C. de, Sousa, G. da C., Almeida, D. F., Oliveira, A. L. P. de, Bezerra, G. S. S., Ribeiro, D. A. dos S., Pereira, N. M., Alves, A. K. R., Alves, A. K. R., Silva, B. B. L. da, Nogueira, F. D., Rodrigues, S. L. G., & Pessoa, G. T. (2020). Reflection of environmental imbalance in health: multi-resistant bacteria in hospital environment. Research, Society and Development, 9(8), e220985604. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.5604
Song, L., Hobaugh, M. R., Shustak, C., Stephen, C., Bayley, H., & Gouaux, J. E. (1996). Structure of staphylococcal alpha-hemolysin, a heptameric transmembrane pore. Science, 274(5294), 1859–65. https://doi.org/10.1126/science.274.5294.1859
Teixeira, L. R., Merzlyak, P. G., Valeva, A., & Krasilnikov, O. V. (2009). Interaction of heparins and dextran sulfates with a mesoscopic protein nanopore. Biophysical Journal, 97(11), 2894–903. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2009.09.019
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