Structural and functional studies of the molybdate binding protein (ModA) and other components of the ABC molybdate transport system of Xanthomonas axonopodis pv. citri

• Grant number: 05/04527-7
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: May 01, 2006
• End date: February 28, 2010
• Field of knowledge: Biological Sciences - Biophysics - Molecular Biophysics
• Principal Investigator: João Alexandre Ribeiro Gonçalves Barbosa
• Grantee: Carolina Santacruz Perez
• Host Institution: Associação Brasileira de Tecnologia de Luz Síncrotron (ABTLuS). Campinas , SP, Brazil

Abstract

A análise estrutural de proteínas é fundamental para estudo funcional de genes envolvidos em diferentes etapas do metabolismo microbiano, podendo contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle de espécies bacterianas de interesse médico ou agrícola. Os sistemas de transporte ativo de nutrientes são essenciais para a sobrevivência de qualquer célula, e dependem de proteínas associadas à membrana citoplasmática. Em bactérias, o sistema de transporte ABC (ATP-Binding Cassete) precisa de um componente solúvel responsável pelo reconhecimento e ligação do substrato a ser translocado para o interior da célula. O presente projeto tem como ponto de partida, a caracterização estrutural da proteína ModA de Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac), componente solúvel do sistema de transporte de molibdato (MoO4). O elemento molibdênio é fundamental para a maioria das bactérias porque é incorporado aos cofatores molibdopterinas, presentes em enzimas envolvidas nas reações de óxido-redução de importantes ciclos metabólicos. O sistema de transporte ABC de molibdato em Xac também conta com a presença de mais duas proteínas: ModB (a proteína que forma o canal de passagem através da membrana) e ModC (uma ATPase que interage com ModB no lado citoplasmático da membrana e libera energia para o transporte). Em Xac, muito pouco se conhece sobre o funcionamento dos sistemas de transporte de oxiânions, e é especificamente desconhecido, o mecanismo de interação entre a proteína periplasmática, a proteína ATPase e o componente de membrana. Este trabalho busca propor/identificar as estruturas do sistema de transporte ABC de molibdato em Xac e as possíveis regiões de interação entre os mesmos, através da resolução das estruturas cristalográficas das proteínas ModA e ModC e da modelagem molecular do complexo ModA-ModB-ModC. O projeto também prevê, a obtenção de proteínas ModA mutadas em aminoácidos específicos e a posterior análise da importância dos mesmos na ligação com o substrato e com a proteína de membrana (ModB). A modelagem de um sistema de transporte ABC de bactérias, será de profundo interesse para estudos sobre função, transporte, especificidade, patogênese e infectividade da bactéria no seu hospedeiro. Os resultados a serem obtidos se enquadram no programa de Biologia Estrutural do Estado de São Paulo (SMolBNet) e devem contribuir para a avaliação do papel funcional do sistema de transporte de molibdato na fisiologia e patogenicidade de Xac. (AU)