Estructura, Antigenicidad y posibles funciones de la cruzipaína, cisteína proteinasa principal de T. cruzi

JUAN JOSÉ CAZZULO; VILMA G. DUSCHAK; FABIOLA PARUSSINI; CARLOS LABRIOLA; JAVIER MARTÍNEZ

Sierra de la Ventana, Provincia de Buenos Aires

Congreso; IV Congreso de Protozoología y Enfermedades parasitarias.; 1997

Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular

La cruzipaína es la cisteína proteinasa (CP) principal presente en el Trypanosoma cruzi (I). Su expresion esta regulada durante el desarrollo y diferenciación, siendo los niveles en epimastigotes entre uno y dos órdenes de magnitud mas altos comparados con las otras formas del parásito. La enzima esta codificada por un número elevado de genes dispuestos en tandem (hasta 130 en la cepa Tul 2), localizados en dos a cuatro cromosomas, en diferentes stocks del parásito. La cruzipaina madura (una vez procesados el péptido señal y el dominio pro-) con­siste de una parte catalítica, estructurada en dos dominios que dejan entre ellos el surco del sitio activo, y que presentan alta homología con otras CPs pertenecientes a la familia de la  papaína, coma las catepsinas S y L, Y un dominio C-terminal (C-T), homólogo con el de las CPs de Tipo I (según la clasificación de Coombs y Mottram) pre­sentes en varios otros Trypanosomátidos. El C-T, que puede ser purificado después de auto-proteólisis, con­tiene rnodificaciones post-traduccionales (N­-glicosilación, pudiendo presentarse cadenas de alta manosa, híbridas monoantenarias ó complejas biantenarias en el mismo residuo de Asn; probablemen­le cuatro puentes disulfuro; y modificaciones aún no identificadas en siete residuos de Thr, las cuales no parecen ser fosforilaciones ni O-glicosilaciones. Evirden­cias muy recientes sugieren la posible presencia de O­glicosilación, probablemente en otros residuos de Ser/Thr).  El clonado y secuenciación de 34 cDNAs obteni­dos de epimastigotes de Tul 2, asi como de 14 cDNAs obtenidos a partir de las cuatro formas del parásito (cepa RA) indica la expresión simultánea de diferentes genes con polimorfismos en el C-T, que se traducen en cam­bios de residuos de aminoácidos que alteran el pI de la molécula.Probablermente ambos factores, expresión simultánea de dliferentes genes y variación en las modificaciones post-traduccionales, son responsables de heterogeneidades en carga y tamaño aparente encontradas en preparaciones enzimáticas naturales. A  esto debe sumarsele  la presencia de isoformas ligadas a la membrana plasmática, presumiblemente a través de un ancla glicosil fosfalidil inosilol (GPI), y de isoformas no glicosiladas o con un patrón de glicosilación rnuy diferente, pues no interaccionan con la Concanavalina A. El C-T es responsable de la inmunoreactividad de la cruzipaina, que es un antígeno inmunodorninante en la enfermedad de Chagas crónica. La inmunización de conejos con la enzima nativa conduce a la producción de anticuerpos dirigidos casi exclusivamente contra el C-T, en tanto que  la inmunización con cruzipaína desnaturalizada induce, además, la producción de anticuerpos contra la parte catalítica. Entre las funciones posibles de la cruzipaína pode­mas mencionar: (1) digestión proteica intralisosomal, encontrándose presente en los reservosomas: (2) Pe­netración del parásito en la célula huesped, en la que podrían estar involucradas las isoformas de membrana, (3) defensa del parásito contra el sistema inmune del huésped, a través de un proceso de"fabulación"; (4) participación en las etapas de diferenciación en el ciclo biológico del parásito, que pueden ser bloqueadas por inhibidores irreversibles especificos para CPs, los cuales son capaces de inhibir a la cruzipaína denlro de los parásitos vivos. Financiado por SAREC (Suecia), el TDR/ WHO Y la Universidad de Buenos Aires. (1) Cazzulo,.JJ, Sloka, V. & Turk, V. Cruzipain, the major cysteine proteinase from the protozoa parasite Trypanosoma cruzi.BioI. Chem. 378 (1997) 1 - 1