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ANTIBIOTICOS PROVENIENTES DEL VENENO DE ARACNIDOS

Moléculas anfipáticas de diferente tamaño provenientes del veneno de arácnidos tienen un mecanismo de acción diferente al interactuar con membranas celulares

* Gerardo Corzo
describe para SIIC los aspectos relevantes de su trabajo
Pore Formation of Phospholipid Membranes by the Action of Two Hemolytic Arachnid Peptides of Different Size,
recientemente editado en
Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes,
1664:182-188, 2004

Institución principal de la investigación
* Instituto de Biotecnología, Cuernavaca, México

Cuernavaca, México (especial para SIIC):
El veneno de arácnidos produce la necrosis de tejidos celulares cuando es inyectado a sus presas.^1,2 Algunas de las moléculas responsables de este deterioro celular tienen un carácter anfipático, es decir son solubles en ambientes polares (acuosos) o no polares (lipídicos). Las membranes celulares mantienen una barrera no polar o lipídica entre el interior de la célula y su exterior. Las moléculas anfipáticas, por sus características químicas, pueden solvatarse en esta barrera lipídica formando estructuras poliméricas entre ellas, lo que resulta en la formación de poros celulares.³ Estas aberturas celulares permiten el libre paso de iones hacia el interior de la célula y viceversa. El flujo sin control de iones provoca entonces la despolarización de la membrana celular y eventualmente la muerte del tejido celular.¹
Dos moléculas con características anfipáticas fueron extraídas del veneno del alacrán Pandinus imperator y de la araña Oxyopes kitabensis.^1,3 Las moléculas llamadas Pin2, provenientes de P. imperator, y Oxki1, proveniente de O. kitabensis difieren en su tamaño molecular. Pin2 tiene 24 aminoácidos y Oxki1 tiene 48 residuos. Aunque las dos moléculas producen el mismo fin en los tejidos celulares, debido a su tamaño, Pin2 y Oxki1 forman poros celulares mediante un mecanismo diferente. Pin2 forma polímeros antes de insertarse en la membrana celular. La formación del polímero de Pin2 depende de la concentración de esta molécula en las cercanías de la membrana lipídica. Además, dependiendo de la concentración de esta molécula formará poros de tamaño dependiente de dicha concentración. Por otro lado, Oxki1 se inserta monoméricamente en la membrana celular y forma polímeros estables independientemente de su concentración. El tamaño del poro formado por Oxki es también limitado.
Moléculas anfipéticas provenientes del veneno de animales son actualmente interesantes ya que pueden actuar como antibióticos contra microorganismos patógenos.⁴ Si bien su actividad hemolítica es actualmente una desventaja, su potencia microbicida y su baja probabilidad de crear resistencia en bacterias patógenas son una ventaja para considerarse como futuros antibióticos. Aun siendo hemolíticas, estas moléculas formadoras de poros celulares tienen aplicación en el tratamiento de infecciones orales asociadas a la caries dental⁵ y en el tratamiento de infecciones de la piel.⁶
Pin2 y Oxki1 son un modelo de estos futuros antibióticos y nos enseñan que las propiedades químicas de cada uno de ellas aos hace actuar de manera diferente. Esto nos da la pauta para diseñar moléculas que actúen convenientemente a nuestro interés.

Gerardo Corzo *
Referencias bibliográficas
1. Corzo G, Villegas E, Gomez-Lagunas F, Possani LD, Belokoneva OS, Nakajima T. (2002). Oxyopinins, large amphipathic peptides isolated from the venom of the wolf spider Oxyopes kitabensis with cytolytic properties and positive insecticidal cooperativity with spider neurotoxins. J Biol. Chem. 277:23627-3637. 2. Corzo G, Escoubas P. (2003). Pharmacologically active spider peptide toxins. Cell Mol. Life Sci. 60:2409-2426. 3. Corzo G, Escoubas P, Villegas E, Barnham KJ, He W, Norton R and Nakajima T. (2001). Characterization of unique amphipathic antimicrobial peptides from venom of the scorpion Pandinus imperator. Biochem. J. (Great Britain) 359:35-45. 4. Belokoneva OS, Villegas E, Corzo G, Dai L, Nakajima T. (2003). The hemolytic activity of six arachnid cationic peptides is affected by the phosphatidylcholine-to-sphingomyelin ratio in lipid bilayers. Biochim. Biophys. Acta 1617:22-30. 5. Concannon SP, Crowe TD, Abercrombi JJ, Molin CM, Hou P, Sukumaran DK, Raj PA, Leung KP. (2003) Susceptibility of oral bacteria to an antimicrobial decapeptide. J Med Microbiol 52, 1083-1093. 6. Ulvatne H. (2003) Antimicrobial peptides: potential use in skin infections. Am. J. Clin. Dermatol. 4, 591-955

Otros artículos de Gerardo Corzo Nomura K, Corzo G, Nakajima T, Iwashita T. (2004) Orientation and pore-forming mechanism of a scorpion pore-forming peptide bound to magnetically oriented lipid bilayers. Biophys. J. 87:2497-507. Corzo G, Gilles N, Satake H, Villegas E, Dai L, Nakajima T, Haupt J. (2003). Distinct primary structures of the major peptide toxins from the venom of the spider Macrothele gigas that bind to sites 3 and 4 in the sodium channel. FEBS Lett. 547:43-50. Satake H, Villegas E, Oshiro N, Terada K, Shinada T, Corzo G. (2004). Rapid and efficient identification of cysteine-rich peptides by random screening of a venom gland cDNA library from the hexathelid spider Macrothele gigas. Toxicon 44:149-156.

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