Isolation, homology modeling and renal effects of a C-type natriuretic peptide from the venom of the Brazilian yellow scorpion (Tityus serrulatus)

Abstract

Mammalian natriuretic peptides (NPs) have been extensively investigated for use as therapeutic agents in the treatment of cardiovascular diseases. Here, we describe the isolation, sequencing and tridimensional homology modeling of the first C-type natriuretic peptide isolated from scorpion venom. In addition, its effects on the renal function of rats and on the mRNA expression of natriuretic peptide receptors in the kidneys are delineated. Fractionation of Tityus serrulatus venom using chromatographic techniques yielded a peptide with a molecular mass of 2190.64 Da, which exhibited the pattern of disulfide bridges that is characteristic of a C-type NP (TsNP, T. serrulatus Natriuretic Peptide). In the isolated perfused rat kidney assay, treatment with two concentrations of TsNP (0.03 and 0.1 μg/mL) increased the perfusion pressure, glomerular filtration rate and urinary flow. After 60 min of treatment at both concentrations, the percentages of sodium, potassium and chloride transport were decreased, and the urinary cGMP concentration was elevated. Natriuretic peptide receptor-A (NPR-A) mRNA expression was down regulated in the kidneys treated with both concentrations of TsNP, whereas NPR-B, NPR-C and CG-C mRNAs were up regulated at the 0.1 μg/mL concentration. In conclusion, this work describes the isolation and modeling of the first natriuretic peptide isolated from scorpion venom. In addition, examinations of the renal actions of TsNP indicate that its effects may be related to the activation of NPR-B, NPR-C and GC-C.

Purificación parcial de péptidos y actividad citotóxica del veneno T. macrochirus

“…Teniendo en cuenta los pesos moleculares de algunos péptidos (1,2,4,29), inicialmente se analizó en gel de Bio-Gel P-30 ® , empleando 12,5 ml de soporte en una columna de 1,0 cm x 2,6 cm. La elución se hizo con solución tampón fosfato salino (PBS) 1X, manteniendo un flujo de 0,3 ml/minuto.…”

“…El seguimiento de la purificación se hizo mediante lecturas de absorbancia a 220 y 280 nm. De acuerdo con los perfiles obtenidos, se recolectaron las diferentes fracciones y se les determinó la concentración de proteína (26), y se evaluaron por SDS-PAGE (27) y RP-HPLC (1,2,4,29). También se hicieron ensayos de cromatografía de intercambio iónico con DEAE-Sepharosa (1,2).…”

“…Bogotá: CITES-Fundación Natura. 2003. p. 381-5), que poseen características farmacológicas, fisiológicas y bioquímicas, las cuales se han determinado y caracterizado estructural y funcionalmente mediante técnicas bioquímicas, como la cromatografía de exclusión (filtración en gel) (1), el intercambio iónico (2) y la cromatografía de alta resolución (HPLC), entre otras (3,4). La determinación de la secuencia de aminoácidos se hace mediante la degradación de Edman o la espectrometría de masas (5); otras técnicas incluyen ensayos de clonación molecular (6)(7)(8).…”

“…Por ejemplo, el péptido TsNP, purificado a partir del veneno de Tityus serrulaus, con 21 residuos de aminoácidos, una masa molecular de 2,19 kDa y con un puente disulfuro, se ha propuesto para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares (4).…”

Animal toxins and renal ion transport: Another dimension in tropical nephrology

“…Further complicated is the presence of angiotensin converting enzyme inhibitor in some scorpion species ( Centruroides sculpturatus , Buthus occitanus and Mesobuthus martensii ) which tends to increase serum K, and also natriuretic peptide in some species which increases K excretion through BK. The venom of Tityus serruratus has natriuretic peptides . Due to the fact that only few renal K channels are inhibited in scorpion envenoming, compensatory mechanism and the presence of natriuretic peptide, hyperkalaemia may not occur.…”