Descoberta de uma nova proteína do nematode com potencial Bioinsecticida
News Publicado a Novembro 4th, 2022
O grupo (CBA) acaba de publicar um manuscrito na revista de acesso aberto Toxins (MDPI) sobre a produção e caracterização de um domínio do tipo ShK (ScK1) do nematode entomopatogénico (EPNs) S. carpocapsae encontrado numa astacin metalloprotease (Sc-AST) presente no seu veneno. Esta proteína astacin foi publicada previamente por nosso grupo mas a função dos domínios do ShK nas proteínas do veneno do nematode permaneceu desconhecida até agora.
Com base nas informações anteriores, hipotetizamos que a proteínas contendo os domínios ShK encontrados nos produtos excretados/secretados (ESPs) de EPNs possam ter atividade paralítica ou letal em insetos devido à sua homologia com a família de toxinas ShK.
Neste trabalho, produzimos com sucesso este peptido ScK1 por expressão heteróloga em E. coli e comprovamos sua toxicidade por injeção e ingestão oral usando como modelo a mosca da fruta (D. melanogaster). A caracterização estrutural deste peptido revelou que é um homólogo próximo de peptidos do tipo ShK de outros nematodes parasitas de vertebrados conhecidos por bloquear canais de potássio Kv1.3.
Acreditamos que a caracterização descrita no manuscrito é importante para a contribuição de novos conhecimentos sobre essa família de peptidos e sua função durante a invasão do nematode no inseto. A busca por novas proteínas do veneno a partir de EPNs abre novos caminhos para o desenvolvimento de novos bioinseticidas e inseticidas de próxima geração.
Frias, J., Toubarro, D., Bjerga, G. E. K., Puntervoll, P., Vicente, J. B., Reis, R. L., & Simões, N. 2022. A ShK-like Domain from Steinernema carpocapsae with Bioinsecticidal Potential. Toxins, 14(11), 754. https://doi.org/10.3390/toxins14110754
------
Our group (CBA) has just published a manuscript in the Toxins (MDPI) open-access journal about the production and characterization of an ShK-like domain (ScK1) from the entomopathogenic nematode S. carpocapsae astacin metalloprotease (Sc-AST). This astacin protein was published previously by our group but the function of the ShK domains in nematode venom proteins remained unknown until now.
Based on the previous information, we hypothesized that the ShK-containing protein that we have found on our excreted/secreted products (ESPs) of entomopathogenic nematodes (EPNs) might have paralytic or lethal activity on insects due to their homology to ShK toxin family.
In this work, we successfully produced this ScK1 peptide in the E. coli expression system and proved their toxicity by injection and oral ingestion in the D. melanogaster insect model. The structural characterization of this peptide revealed that is a close homolog of ShK-like peptides from other vertebrate-parasitic nematodes known to block Kv1.3 potassium channels.
We believe that the characterization described in the manuscript is important for the contribution of new knowledge about this family of peptides and their function during the nematode invasion. The search for novel venom proteins from EPNs opens new avenues for the development of novel bioinsecticides and next-generation insecticides.
Frias, J., Toubarro, D., Bjerga, G. E. K., Puntervoll, P., Vicente, J. B., Reis, R. L., & Simões, N. 2022. A ShK-like Domain from Steinernema carpocapsae with Bioinsecticidal Potential. Toxins, 14(11), 754. https://doi.org/10.3390/toxins14110754
Author: Jorge Frias & Mário Teixeira