Biophysical Analysis to Assess the Interaction of CRAC and CARC Motif Peptides of Alpha Hemolysin of Escherichia coli with Membranes

Autores
Cané, Lucía; Guzmán, Fanny; Balatti, Galo Ezequiel; Daza Millone, Maria Antonieta; Pucci Molineris, Melisa Eliana; Maté, Sabina María; Martini, María Florencia; Herlax, Vanesa Silvana
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Alpha hemolysin of Escherichia coli (HlyA) is a pore-forming protein, which is a prototype of the “Repeat in Toxins” (RTX) family. It was demonstrated that HlyA-cholesterol interaction facilitates the insertion of the toxin into membranes. Putative cholesterol-binding sites, called cholesterol recognition/amino acid consensus (CRAC), and CARC (analogous to CRAC but with the opposite orientation) were identified in the HlyA sequence. In this context, two peptides were synthesized, one derived from a CARC site from the insertion domain of the toxin (residues 341-353) (PEP 1) and the other one from a CRAC site from the domain between the acylated lysines (residues 639-644) (PEP 2), to study their role in the interaction of HlyA with membranes. The interaction of peptides with membranes of different lipid compositions (pure POPC and POPC/Cho of 4:1 and 2:1 molar ratios) was analyzed by surface plasmon resonance and molecular dynamics simulations. Results demonstrate that both peptides interact preferentially with Cho-containing membranes, although PEP 2 presents a lower KD than PEP 1. Molecular dynamics simulation results indicate that the insertion and interaction of PEP 2 with Cho-containing membranes are more prominent than those caused by PEP 1. The hemolytic activity of HlyA in the presence of peptides indicates that PEP 2 was the only one that inhibits HlyA activity, interfering in the binding between the toxin and cholesterol.
Fil: Cané, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina
Fil: Guzmán, Fanny. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso; Chile
Fil: Balatti, Galo Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina
Fil: Daza Millone, Maria Antonieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Pucci Molineris, Melisa Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina
Fil: Maté, Sabina María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina
Fil: Martini, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina
Fil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina
Materia
CRAC
CARC
lipid membranes
cholesterol
hemolisina
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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In this context, two peptides were synthesized, one derived from a CARC site from the insertion domain of the toxin (residues 341-353) (PEP 1) and the other one from a CRAC site from the domain between the acylated lysines (residues 639-644) (PEP 2), to study their role in the interaction of HlyA with membranes. The interaction of peptides with membranes of different lipid compositions (pure POPC and POPC/Cho of 4:1 and 2:1 molar ratios) was analyzed by surface plasmon resonance and molecular dynamics simulations. Results demonstrate that both peptides interact preferentially with Cho-containing membranes, although PEP 2 presents a lower KD than PEP 1. Molecular dynamics simulation results indicate that the insertion and interaction of PEP 2 with Cho-containing membranes are more prominent than those caused by PEP 1. The hemolytic activity of HlyA in the presence of peptides indicates that PEP 2 was the only one that inhibits HlyA activity, interfering in the binding between the toxin and cholesterol.Fil: Cané, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Guzmán, Fanny. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso; ChileFil: Balatti, Galo Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Daza Millone, Maria Antonieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Pucci Molineris, Melisa Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Maté, Sabina María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Martini, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. 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Fil: Martini, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina
Fil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina
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