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Costa TR, Francisco AF, Cardoso FF, Moreira-Dill LS, Fernandes CAH, Gomes AAS, Guimarães CLS, Marcussi S, Pereira PS, Oliveira HC, Fontes MRM, Silva SL, Zuliani JP, Soares AM. Gallic acid anti-myotoxic activity and mechanism of action, a snake venom phospholipase A 2 toxin inhibitor, isolated from the medicinal plant Anacardium humile. Int J Biol Macromol 2021; 185:494-512. [PMID: 34197854 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.06.163] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 3.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/30/2021] [Revised: 05/31/2021] [Accepted: 06/24/2021] [Indexed: 11/17/2022]
Abstract
Snakebite envenoming is the cause of an ongoing health crisis in several regions of the world, particularly in tropical and neotropical countries. This scenario creates an urgent necessity for new practical solutions to address the limitations of current therapies. The current study investigated the isolation, phytochemical characterization, and myotoxicity inhibition mechanism of gallic acid (GA), a myotoxin inhibitor obtained from Anacardium humile. The identification and isolation of GA was achieved by employing analytical chromatographic separation, which exhibited a compound with retention time and nuclear magnetic resonance spectra compatible with GA's commercial standard and data from the literature. GA alone was able to inhibit the myotoxic activity induced by the crude venom of Bothrops jararacussu and its two main myotoxins, BthTX-I and BthTX-II. Circular dichroism (CD), fluorescence spectroscopy (FS), dynamic light scattering (DLS), and interaction studies by molecular docking suggested that GA forms a complex with BthTX-I and II. Surface plasmon resonance (SPR) kinetics assays showed that GA has a high affinity for BthTX-I with a KD of 9.146 × 10-7 M. Taken together, the two-state reaction mode of GA binding to BthTX-I, and CD, FS and DLS assays, suggest that GA is able to induce oligomerization and secondary structure changes for BthTX-I and -II. GA and other tannins have been shown to be effective inhibitors of snake venoms' toxic effects, and herein we demonstrated GA's ability to bind to and inhibit a snake venom PLA2, thus proposing a new mechanism of PLA2 inhibition, and presenting more evidence of GA's potential as an antivenom compound.
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Affiliation(s)
- Tássia R Costa
- Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, UFU, Uberlândia, MG, Brazil
| | - Aleff F Francisco
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Laboratório de Imunologia Celular Aplicada à Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Unidade Rondônia, Porto Velho, RO, Brazil
| | - Fábio F Cardoso
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil
| | - Leandro S Moreira-Dill
- Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Laboratório de Imunologia Celular Aplicada à Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Unidade Rondônia, Porto Velho, RO, Brazil
| | - Carlos A H Fernandes
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil
| | - Antoniel A S Gomes
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil
| | - César L S Guimarães
- Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Laboratório de Imunologia Celular Aplicada à Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Unidade Rondônia, Porto Velho, RO, Brazil; Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis, IBAMA, Porto Velho, RO, Brazil
| | - Silvana Marcussi
- Departamento de Química, Universidade Federal de Lavras, UFLA, Lavras, MG, Brazil
| | | | - Hamine C Oliveira
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil
| | - Marcos R M Fontes
- Departamento de Biofísica e Farmacologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Botucatu, SP, Brazil
| | - Saulo L Silva
- Faculty of Chemical Sciences, University of Cuenca, Cuenca, Azuay, Ecuador; LAQV/Requimte, Faculty of Sciences University of Porto, Porto, Portugal
| | - Juliana P Zuliani
- Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Laboratório de Imunologia Celular Aplicada à Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Unidade Rondônia, Porto Velho, RO, Brazil
| | - Andreimar M Soares
- Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Laboratório de Imunologia Celular Aplicada à Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Unidade Rondônia, Porto Velho, RO, Brazil; Centro Universitário São Lucas, UniSL, Porto Velho, RO, Brazil; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Epidemiologia da Amazônia Ocidental (INCT-EpiAmO), Brazil.
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