Ureases – propriedades não catalíticas

O fato das ureases serem proteínas ubíquas em vários organismos motivou muitos estudos de avaliação de seu papel biológico, sempre considerando a atividade enzimática das proteínas.  Para uma revisão sobre esse tema, ver Carlini & Polacco, 2008. Assim, determinou-se que a atividade ureolítica das ureases:

  • permite que bactérias e fungos utilizem ureia como fonte de nitrogênio,
  • facilita a disponibilização de nitrogênio para embriões de planta em desenvolvimento,
  • potencialmente contribui para mecanismos de defesa, uma vez que a amônia liberada é altamente tóxica.

 

Além de disponibilizar nitrogênio, a atividade enzimática das ureases alcaliniza o meio. Essa alcalinização:

  • permite a sobrevivência de micro-organismos em ambientes ácidos, particularmente o patógeno Helicobacter pylori, que coloniza o estômago, causando gastrite e câncer gástrico,
  • leva à precipitação de sais, por exemplo uratos, em casos de infecção urinária por patógenos como Proteus mirabilis,
  • leva à precipitação de sais minerais, alterando o processo de mineralização no solo.

A descoberta de que a Canatoxina é uma isoforma de urease (Follmer et al., 2001) abriu perspectivas surpreendentes e inesperadas para as linhas de pesquisa do LaNeurotox.

Naquela época, já conhecíamos várias propriedades farmacológicas e bioquímicas da canatoxina, e nos perguntamos se outras ureases compartilhavam essas propriedades. Também tornou-se fundamental estabelecer quais propriedades de ureases dependiam de sua atividade enzimática.

Nossos resultados mostram que ureases de diferentes fontes possuem propriedades biológicas independentes da atividade enzimática. A comprovação de que tais propriedades não dependem da hidrólise de ureia é obtida por diferentes abordagens experimentais, tais como:

  • ureases tratadas com inibidores da atividade enzimática continuam apresentando as propriedades em estudo;
  • peptídeos derivados de ureases são biologicamente ativos, apresentando atividade inseticida ou antifúngica;
  • apoureases recombinantes (enzimaticamente inativas por não conterem níquel) reproduzem os efeitos da holoenzima, como por exemplo, a isoforma JBURE-IIb de Canavalia ensiformis.

 

As propriedades não enzimáticas de ureases atualmente em estudo no LaNeurotox são:

 

  1. Ativação de plaquetas por ureases
  2. Ativação da via dos eicosanóides
  3. Efeito pró-inflamatório de ureases
  4. Atividade inseticida de ureases e peptídeos derivados
  5. Atividade antifúngica de ureases e peptídeos derivados
  6. Formação de poros ou canais iônicos