Vitae (Sep 2011)
INHIBITORY EFFECTS OF PLANT PHENOLIC COMPOUNDS ON ENZYMATIC AND CYTOTOXIC ACTIVITIES INDUCED BY A SNAKE VENOM PHOSPHOLIPASE A2 EFECTOS INHIBITORIOS DE COMPUESTOS FENÓLICOS DE PLANTAS SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Y CITOTOXICA INDUCIDA POR UNA FOSFOLIPASA A2 DE VENENO DE SERPIENTE
Abstract
Polyphenolic compounds have shown to inhibit toxic effects induced by snake venom proteins. In this work, we demonstrate that gallic acid, ferulic acid, caffeic acid, propylgallate and epigallocatechingallate inhibit the enzymatic activity of a phospholipase A2 (PLA2), using egg yolk as substrate. The IC50 values are between 0.38 – 3.93 mM. These polyphenolic compounds also inhibit the PLA2 enzymatic activity when synthetic substrate is used. Furthermore, these compounds decreased the cyotoxic effect induced by a myotoxic PLA2; specifically, epigallocatechin gallate exhibited the best inhibitory capacity with 90.92 ± 0.82%, while ferulic acid showed the lowest inhibitory activity with 30.96 ± 1.42%. Molecular docking studies were performed in order to determine the possible modes of action of phenolic compounds. All polyphenols showed hydrogen bonds with an active site of enzyme; moreover, epigallocatechingallate presented the strongest binding compared with the other compounds. Additionally, a preliminary structure-activity relationship analysis showed a correlation between the IC50 and the topological polar surface area of each compound (p = 0.0491, r = -0.8079 (-0.9878 to -0.2593)), which indicates the surface area required for each molecule to bind with the majority of the enzyme. Furthermore, our results show that propylgallate and epigallocatechingallate are two novel natural products with anti-myotoxic potential. The topical application of these plant polyphenols at the bite site could lead to prevent myotoxicity; however, further in vivo studies would be necessary to confirm the in vitro results.Los compuestos fenólicos han mostrado inhibir los efectos tóxicos inducidos por proteínas de veneno de serpiente. En éste trabajo, nosotros demostramos que el ácido gálico, el ácido ferúlico, el ácido cafeico, el propilgalato y el epigalocatequingalato inhiben la actividad enzimática de una fosfolipasa A2 (PLA2) usando yema de huevo como sustrato. Los valores de IC50 están entre 0,38 – 3,93 mM. Los compuestos mencionados también inhiben la actividad enzimática cuando un sustrato sintético es usado. Además, estos compuestos polifenólicos disminuyen el efecto citotóxico inducido por la fosfolipasa A2 miotóxica, el epigalocatequingalato exhibe la mejor capacidad inhibitoria con 90,92 ± 0,82%, mientras que el ácido ferúlico muestra la menor actividad inhibitoria con 30,96 ± 1,42%. Con el fin de determinar los posibles mecanismos de acción de los compuestos fenólicos, realizamos estudios de modelamiento molecular. Todos los polifenoles muestran puentes de hidrogeno con el sitio activo de la enzima; además el epigalocatequingalato presenta una unión más fuerte con la PLA2 que los otros compuestos. Adicionalmente, un análisis preliminar de relación estructura actividad muestra una correlación entre los valores de IC50 y el área superficial polar topológica (p = 0,0491, r = -0,8079 (-0,9878 a -0,2593)), la cual indica el área superficial requerida por cada molécula para unirse a la enzima. Además, nuestros resultados muestran al propilgalato y el epigalocatequingalato como dos nuevos productos naturales con potencial antimiotóxico. La aplicación tópica de estos polifenoles en el sitio de mordedura podría llevar a la prevención de la miotoxicidad; sin embargo, posteriores investigaciones in vivo serían necesarias para confirmar los resultados in vitro.
