Biochemical approach to study the spider fang

Abstract

The environmental context where some animal are found may often explain some of their characteristics. This is not different for arthropods whose body is covered by an exoskeleton, the cuticle, a structure that, among other functions, confreres protection, shape and defense against parasite invasion. This is possible thanks to the organization of the exoskeleton in different layers with very specific characteristics. The cuticle of arthropods, composed of chitin and protein, exhibits notable variations in both organization and local microstructure. This situation occurs for all body anatomical structures containing cuticle and with different patterns of microstructural and chemical gradients between them. This work aims to give information about the organization of the cuticle of arthropods, using the spider Cupiennius salei as a model, and focusing the attention on the protein content. The project was developed assuming the existence of so far unidentified metal-dependent proteins, where the metal coordination is possible due to the presence of histidines, situation that also contributes to the mechanical properties of the cuticle. The project comprises the establishment of a principle for extraction, purification based on zinc affinity and characterization of proteins from cuticles of abdomen, tibia and fangs of Cupiennius salei. The optimization of the protein extraction and purification will allow the characterization of these proteins and the possible establishment of homology with proteins, of other organisms, with similar amino acid compositions and sequences and/or common functions.

O contexto ambiental em que alguns animais são encontrados pode muitas vezes explicar algumas das suas características. Tal não é diferente para os artrópodes cujo corpo é coberto por um exosqueleto, a cutícula, uma estrutura que, para além de outras funcões, confere protecção, forma e defesa contra invação de parasitas. isto é possível graças à organização do exosqueleto em diferentes camadas com características bastante específicas. A cutícula dos artrópodes, composta de quitina e proteínas, exibe oscilações notáveis quer a nível de organização quer a nível de micro-estrutura local. Esta situação occore em todas as estruturas anatómicas do corpo que contêm cutícula e com diferentes padrões micro-estruturais e gradientes químicos entre elas. Este trabalho tem por objectivo facultar mais informação acerca da cutícula de artrópodes, usando como modelo a aranha Cupiennius salei, e focando atenções no conteúdo proteico. O projecto foi desenvolvido assumindo a existência de proteínas metalo-dependentes, até agora não identificadas, onde a coordenação metálica é possível devido à existência de histidinas, situação que contribui igualmente para as propriedades mecânicas da cutícula. O projecto compreendede o estabelecimento de uma metodologia para a extraccção, purificação tendo por base a afinidade por zinco e caracterização de proteínas da cutícula de abdomen, tíbia e presas de Cupiennius salei,. A optimização do processo de extracção e purificação permitirão a caracterização dessas proteínas e o possível estabelecimento de homologias com proteínas, existentes noutros organismos, com composições de aminoácidos e sequências semelhantes e/ou funções comuns.