BTCI enhances guanylin-induced natriuresis and promotes renal glomerular and tubular effects

ABSTRACT

Guanylin and uroguanylin are small cysteine-rich peptides involved in the regulation of fluid and electrolyte homeostasis through binding and activation of guanylyl cyclases signaling molecules expressed in intestine and kidney. Guanylin is less potent than uroguanylin as a natriuretic agent and is degraded in vitro by chymotrypsin due to unique structural features in the bioactive moiety of the peptide. Thus, the aim of this study was to verify whether or not guanylin is degraded by chymotrypsin-like proteases present in the kidney brush-border membranes. The isolated perfused rat kidney assay was used in this regard. Guanylin (0.2 µM) induced no changes in kidney function. However, when pretreated by the black-eyed pea trypsin and chymotrypsin inhibitor (BTCI - 1.0 µM; guanylin - 0.2 µM) it promoted increases in urine flow (deltaUF of 0.25 ± 0.09 mL.g-1/min, P < 0.05) and Na+ excretion ( percent delta ENa+ of 18.20 ± 2.17, P < 0.05). BTCI (1.0 µM) also increased percentENa+ (from 22.8 ± 1.30 to 34.4 ± 3.48, P < 0.05, 90 minutes). Furthermore, BTCI (3.0 µM) induced increases in glomerular filtration rate (GFR; from 0.96 ± 0.02 to 1.28 0.02 mL.g-1/min, P < 0.05, 60 minutes). The present paper strongly suggests that chymotrypsin-like proteases play a role in renal metabolism of guanylin and describes for the first time renal effects induced by a member of the Bowman-Birk family of protease inhibitors.

RESUMO

Guanilina e uroguanilina são peptídeos pequenos, ricos em cisteína, envolvidos na regulação da homeostase de fluidos e eletrólitos através da ligação e ativação da guanilato ciclase expressa no intestino e nos rins. A guanilina é menos potente do que a uroguanilina como agente natriurético e é degradada in vitro pela quimiotripsina devido a características estruturais únicas no domínio bioativo do peptídeo. Portanto o objetivo deste trabalho foi verificar se a guanilina é degradada por proteases tipo quimiotripsina, presentes na membrana da borda em escova dos rins. Para esta investigação, foi usado o modelo do rim isolado de rato perfundido. A Guanilina (0,2 µM) não induziu mudanças na função renal. Entretanto, quando pré-tratada com inibidor de tripsina e de quimiotripsina de black-eyed pea (BTCI - 1,0 µM; guanilina - 0,2 µM) promoveu um aumento no fluxo urinário (deltaUF de 0,25 ± 0,09 mL.g-1/min, P < 0,05) e na excreção de Na+ ( por centoDENa+ de 18,20 ± 2,17, P < 0,05). BTCI (1,0 µM) também aumenta por centoENa+ (de 22,8 ± 1,30 a 34,4 ± 3,48, P < 0,0590 minutos). Além disto, BTCI (3,0 µM) induziu um aumento da taxa de filtração glomerular (GFR; de 0,96 ± 0,02 para 1,28 ± 0,02 mL.g-1/min, P < 0,05, 60 minutos). O presente trabalho sugere fortemente que proteases semelhantes à quimiotripsina desempenham um papel no metabolismo renal de guanilinas e descreve, pela primeira vez, os efeitos renais induzidos por um membro da família de inibidores de proteases do tipo Bowman-Birk.