Resumo
As esponjas pertencem ao filo Porífera e são organismos multicelulares constituídos de células embebidas em uma matriz gelatinosa e enrijecidas por um esqueleto de espículas de carbonato de cálcio ou sílica e colágeno. O interesse nesse filo é inerente aos trabalhos relatados que mostram amplo potencial biotecnológico de macromoléculas com propriedades interessantes, mostrando atividade contra doenças e alguns patógenos, e possivelmente capazes de desempenhar o papel de ferramenta biomédica, como as lectinas. Lectinas são proteínas capazes de se ligarem reversivelmente a carboidratos específicos, sem que causem alterações estruturais nos mesmos. Estas proteínas são capazes de atuar como moléculas de reconhecimento no interior das células, superfícies celulares e fluidos fisiológicos. Em esponjas marinhas, as lectinas podem desempenhar uma variedade de funções, incluindo interação celular, espiculogênese e defesa. O objetivo deste trabalho foi detectar a atividade hemaglutinante em extratos proteicos de esponjas marinhas e purificar e caracterizar lectinas presentes nas esponjas marinhas Callyspongia vaginalis e Aplysina fulva. Os extratos das 11 espécies testadas apresentaram atividade hemaglutinante e hemolítica contra eritrócitos humanos e de coelho. Denominada de CvP (Callyspongia vaginalis Protein), a lectina de C. vaginalis foi isolada a partir de combinações cromatográficas de troca iônica em matriz de DEAE-sephacel e DEAE-FF. Esta proteína é composta de três cadeias polipeptídicas ligadas à um cromóforo com absorção a 600 nm. CvP compartilha alta similaridade de sequência com H-3, lectina isolada de Haliclona caerulea. Entretanto, CvP não apresentou atividade hemaglutinante, sendo assim, ela foi considerada uma lectin-like. AFL (Aplysina fulva Lectin), isolada de A. fulva, foi purificada através de precipitação com sulfato de amônio seguida de cromatografia de afinidade em matriz de Sepharose 4B. A nova lectina é um dímero de 30 kDa, formado por duas subunidades iguais de 15 kDa ligadas por pontes dissulfeto. Sua atividade hemaglutinante foi estável em pH neutro-alcalino e em temperaturas abaixo de 60ºC. A atividade de AFL foi inibida pela glicoproteína mucina de estômago de porco. AFL mostrou potencial na redução dos biofilmes das cepas bacteriana de Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Escherichia coli, sendo capaz de desempenhar papel antibacteriano. Assim, duas novas proteínas foram isoladas e caracterizadas bioquimicamente e os resultados apresentados acima servirão como base deaplicação biotecnológica em modelos biológicos diversos.
The sponges belong to the phylum Porífera and are multicellular organisms made up of cells embedded in a gelatinous matrix and stiffened by a skeleton of spicules of calcium carbonate or silica and collagen. The interest in this phylum is inherent in the studies reported that show broad biotechnological potential of macromolecules with interesting properties, showing activity against diseases and some pathogens, and possibly capable of playing the role of a biomedical tool, such as lectins. Lectins are proteins capable of reversibly binding to specific carbohydrates, without causing structural changes in them. These proteins are able to act as recognition molecules inside cells, cell surfaces and physiological fluids. In marine sponges, lectins can perform a variety of functions, including cell interaction, spiculogenesis and defense. The aim of this work was to detect hemagglutinating activity in protein extracts from marine sponges and to purify and characterize lectins present in marine sponges Callyspongia vaginalis and Aplysina fulva. The extracts of the 11 species tested showed hemagglutinating and hemolytic activity against human and rabbit erythrocytes. Called CvP (Callyspongia vaginalis Protein), the C. vaginalis lectin was isolated from chromatographic combinations of ion exchange in DEAE-sephacel and DEAE-FF matrix. This protein is composed of three polypeptide chains linked to a chromophore with absorption at 600 nm. CvP shares high sequence similarity with H-3, lectin isolated from Haliclona caerulea. However, CvP did not show hemagglutinating activity, so it was considered a lectin-like activity. AFL (Aplysina fulva Lectin), isolated from A. fulva, was purified by precipitation with ammonium sulfate followed by affinity chromatography on Sepharose 4B matrix. The new lectin is a 30 kDa dimer, formed by two equal 15 kDa subunits linked by disulfide bridges. Its hemagglutinating activity was stable at neutral-alkaline pH and at temperatures below 60ºC. AFL activity was inhibited by pig stomach mucin glycoprotein. AFL showed potential in reducing the biofilms of the bacterial strains of Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Escherichia coli, being able to play an antibacterial role. Thus, two new proteins were isolated and biochemically characterized and the results presented above will serve as a basis for biotechnological application in different biological models.