RESUMO
Las enfermedades cardiovasculares son la primera causa de muerte en todo el mundo, entre las cuales las anomalías del sistema del plasminógeno/plasmina son un factor importante en la deficiente lisis de los coágulos sanguíneos. En esta investigación se estudió el sistema fibrinolítico en cuatro especies de mamíferos, entre las que se identificó el plasminógeno humano como el más eficiente en cuanto a su poder trombolítico. Se investigó y se identificó el plasminógeno entre cuatro especies (humano, bovino, caprino y porcino) más eficiente en la lisis del coágulo humano in vitro. Los plasminógenos fueron purificados de forma idéntica por cromatografía de afinidad. El fibrinógeno humano se purificó por fraccionamiento con etanol. Tanto la purificación del plasminógeno como la del fibrinógeno se caracterizaron por electroforesis unidimensional SDS-PAGE al 10 %. La formación del coágulo humano, in vitro, así como su disolución por el plasminógeno/plasmina consistió en la determinación del tiempo de lisis desde la formación del coágulo hasta su dilución. La purificación de las proteínas arrojó una pureza mayor al 95 %; el del plasminógeno humano demostró mayor capacidad de lisis del coágulo que los plasminógenos de los animales. Se determinó que la mayor catálisis y eficiencia corresponden al plasminógeno/plasmina humano, que disuelve el coágulo humano hasta tres veces más rápido que las especies irracionales.
Cardiovascular disease is the leading cause of death worldwide, including failures in the plasminogen/plasmin system which is an important factor in poor lysis of blood clots. This article studies the fibrinolytic system in four species of mammals, and it identifies human plasminogen with highest thrombolysis efficiency. It examines plasminogen from four species (human, bovine, goat, and swine) and identifies the most efficient one in human clot lysis in vitro. All plasminogens were identically purified by affinity chromatography. Human fibrinogen was purified by fractionation with ethanol. The purification of both plasminogen and fibrinogen was characterized by one-dimensional SDS-PAGE (10%). Human clot formation in vitro and its dissolution by plasminogen/plasmin consisted of determining lysis time from clot formation to its dilution. Purification of proteins showed greater than 95% purity, human plasminogen showed greater ability to lyse clot than animal plasminogen. The article concludes that human plasminogen/plasmin has the greatest catalysis and efficiency, as it dissolves human clot up to three times faster than that of irrational species.
As doenças cardiovasculares são a primeira causa de morte em todo o mundo, entre as quais as anomalias do sistema do plasminogênio/plasmina são um fator importante na deficiente lise dos coágulos sanguíneos. Nesta pesquisa se estudou o sistema fibrinolítico em quatro espécies de mamíferos, entre as que se identificou o plasminogênio humano como o mais eficiente em quanto ao seu poder trombolítico. Realizou-se uma pesquisa e se identificou o plasminogênio entre quatro espécies, (humano, bovino, caprino e suíno) mais eficiente na lise do coágulo humano in vitro. Os plasminogênios foram purificados de forma idêntica por cromatografía de afinidade. O fibrinogênio humano se purificou por fracionamento com etanol. Tanto a purificação do plasminogênio como a do fibrinogênio se caracterizaram por eletroforese unidimensional SDS-PAGE a 10 %. A formação do coágulo humano, in vitro, assim como sua dissolução pelo plasminogênio/plasmina consistiu na determinação do tempo de lise desde a formação do coágulo até a sua diluição. A purificação das proteínas mostrou uma pureza maior a 95 %, o do plasminogênio humano demonstrou maior capacidade de lise do coágulo que os plasminogênios dos animais. Determinou-se que a maior catálise e eficiência correspondem ao plasminogênio/plasmina humana, que dissolve o coágulo humano até três vezes mais rápido do que as espécies irracionais.
RESUMO
El artículo determina los parámetros cinéticos de las plasminas de ocho especies de mamíferos y sus terminales-N. Los ocho plasminógenos fueron purificados por los mismos métodos (cromatografías de afinidad e intercambio iónico), y activados con urocinasa, partiendo de una concentración común y su cinética valorada según las coordenadas de Lineweaver-Burk. Para esto se utilizó la cinética enzimática de Michaelis Menten, ampliamente usada en el estudio de enzimas. Todos los plasminógenos mostraron una pureza superior al 95% y una banda de 92 kDa en la electroforesis, al comparar con el estándar de peso molecular utilizado. Las plasminas del equino y canino mostraron la misma K M por el sustrato cromogénico (0,438 mM), siendo esta la de mayor afinidad en este estudio y la humana la de menor afinidad (5,3 mM). También fueron determinadas la constante catalítica y la velocidad de conversión del sustrato cromogénico a producto. Los terminales-N de los plasminógenos de las ocho especies fueron determinados, y se encontraron diferencias entre el humano y los animales; así mismo entre algunos animales. Solo el porcino y el ovino no mostraron diferencia alguna en su terminal-N (DPPDDY). Se demostró la unificación del método de purificación de los plasminógenos para cualquier especie, las diferencias cinéticas de las ocho plasminas estudiadas, y las similitudes y diferencias en la secuencia de los terminales-N de las ocho especies.
The paper determines the kinetic parameters of plasmins from eight species of mammals and their N-terminals. They were purified by the same methods (affinity chromatography and ion exchange) and activated with urokinase, starting from a common concentration and its kinetics judged according to Lineweaver-Burk coordinates. For such purpose, MichaelisMenten enzyme kinetics, which is widely used in the study of enzymes, was implemented. When compared with the molecular weight standard used, all plasminogen showed a purity exceeding 95% and a 92 kDa band on electrophoresis. Equine and canine plasmins showed the same K M due to the chromogenic substrate (0.438 mM), this being the one with the highest affinity in this study, and the human being the one with the lower affinity (5.3 mM). The catalytic constant and the conversion rate of the chromogenic substrate to product were also determined. The N-terminals of the plasminogens of the eight species were determined, and differences were found between humans and animals, as well as between some animals. Only pigs and sheep showed no differences in their N-terminal (DPPDDY). The unification of the method for purification of plasminogens for any species was demonstrated, as well as the kinetic differences of the eight plasmins studied and the similarities and differences in the sequence the N-terminals of the eight species.
El artigo determina os parâmetros cinéticos das plasminas de oito espécies de mamíferos e seus terminais-N. Estes foram purificados pelos mesmos métodos (cromatografias de afinidade e intercambio iônico) e ativados com uroquinase, partindo de uma concentração comum e sua cinética avaliada segundo as coordenadas de Lineweaver-Burk. Para isto se utilizou a cinética enzimática de Michaelis-Menten, amplamente usada no estudo de enzimas. Todos os plasminogênios mostraram uma pureza superior a 95 % e uma banda de 92 kDa na eletroforese, ao comparar com o padrão de peso molecular utilizado. As plasminas do equino e canino mostraram a mesma KM pelo substrato cromogênico (0,438 mM), sendo esta a de maior afinidade neste estudo e a humana a de menor afinidade (5,3 mM). Também foram determinadas a constante catalítica e a velocidade de conversão do substrato cromogênico a produto. Os terminais-N dos plasminogênios das oito espécies foram determinados, e se encontraram diferenças entre o humano e os animais, da mesma forma entre alguns animais. Somente o suíno e o ovino não mostraram diferença alguma em seu terminal-N (DPPDDY). Demonstrou-se a unificação do método de purificação de os plasminogênios para qualquer espécie, as diferenças cinéticas das oito plasminas estudadas e as similitudes e diferencias na sequencia dos terminais-N das oito espécies.
RESUMO
El plasminógeno es el zimógeno de la plasmina, enzima relacionada con la disolución del coágulo sanguíneo. Estudios con plasminas de diferentes especies animales han demostrado mayor afinidad que la plasmina humana por sustratos análogos hechos exclusivamente para ella. Así lo confirman la activación y cinética del sistema plasminógeno/plasmina porcino, que hasta el presente no se habían determinado ni comparado con el humano. En este trabajo se utilizaron, para la purificación del plasminógeno, cromatografía de afinidad y cambio iónico; se utilizó urocinasa para la activación del plasminógeno a plasmina y se determinaron los parámetros cinéticos con el sustrato cromógeno S-2251. Los terminales-N se determinaron por el método de degradación de Edman. La plasmina porcina demostró mayor afinidad (Km) por el sustrato que la plasmina humana, 1,55 y 5,3 mM respectivamente, mientras que la plasmina humana mostró mayor velocidad de conversión del sustrato a producto (0,1 UA/ seg) que la porcina (0,033 UA/seg). Los terminales-N se diferenciaron en los aminoácidos 1 y 3, DPPDDY (porcino) y EPLDDY (humano).
Plasminogen is the zymogen of plasmin, enzyme that is responsible for dissolving blood clots. Studies with plasmins from different animals have demonstrated higher affinity than human plasmin for substrate analogs made exclusively for the latter. This has been confirmed by the activation and kinetics of the porcine plasminogen/plasmin system, which had so far not been determined or compared with the human system. The methods used in this study for purification of plasminogen were affinity and ion exchange chromatographies. Urokinase was used for the activation of plasminogen to plasmin and kinetic parameters were determined with the chromogenic substrate S-2251. The N-terminals were determined by the Edman degradation method. Porcine plasmin showed higher affinity (Km) than human plasmin for the chromogenic substrate, 1.55 mM and 5.3 mM, respectively; contrariwise, human plasmin demonstrated higher velocity in the substrate to product conversion: 0.1 UA/seg) vs. 0.033 UA/seg. The N-terminals differed in the amino acids 1 and 3: DPPDDY (for porcine) and EPLDDY (for human).
Assuntos
Humanos , Fibrinolisina , Plasminogênio , Humanos , SuínosRESUMO
Objective: To unify the purification and activation of plasminogens from three different species, namely: human, caprine and canine. Materials and methods: Lysine-Sepharose 4B and sephacel DEAE were used, for affinity and ion-exchange chromatography, respectively. The N-terminal sequence was determined for both the intact and degraded plasminogens. Results:Bands of 92 kDa corresponding to native plasminogens were identified in the three species. Their N-terminal sequences were found to be EPLDDY, DPLDDY and XXLDDY for human, caprine and canine plasminogen, respectively. Furthermore, the degraded in vivo circulating plasminogens from the three species were purified and their N-terminal sequences were KVYLSE, RITLL and RIYLS for the human, caprine and canine, in that order. Conclusion: Activation of the three plasminogens confirmed the formation of the typical electrophoretic bands for human plasmin corresponding to the heavy A and the light B chains which were also identified in the caprine and canine plasmins. This new purification methodology facilitates the comparison and further elucidation of the fibrinolytic systems in mammals.
Objetivo: unificar la purificación y activación de los plasminógenos de tres especies diferentes, a saber: humana, caprina y canina. Materiales y métodos: se usaron Lysina-Sefarosa 4B y Sefacel DEAE para las cromatografías de afinidad y de intercambio iónico, respectivamente. Se determinó la secuencia terminal-N tanto de los plasminógenos intactos como de los degradados. Resultados: en las tres especies se identificaron bandas de 92 kDa correspondientes a los plasminógenos nativos. Se halló que sus secuencias terminales-N eran EPLDDY, DPLDDY y XXLDDY para los plasminógenos humano, caprino y canino, respectivamente. Además, se purificaron los plasminógenos degradados circulantes, cuyas secuencias terminales-N fueron, en el mismo orden, KVYLSE, RITLL Y RIYSL. Conclusión: la activación de los tres plasminógenos confirmó la formación de las bandas electroforéticas típicas de la plasmina humana correspondientes a las cadenas pesada A y liviana B, que también se identificaron en las plasminas caprina y canina. Este nuevo método de purificación facilita la comparación y el esclarecimiento de los sistemas fibrinolíticos de los mamíferos.
