Entendendo os detalhes mecanísticos e funcionais da isoenzima Liver-type glutaminase (LGA/GLS2) de mamíferos

Resumo

Descobertas por Hans Krebs há quase cem anos, as glutaminases mitocondriais de mamíferos se mostraram enzimas altamente complexas em termos de sequência primária, levando à especulação sobre possíveis funções adicionais dentro das células, além da atividade catalítica sobre o aminoácido glutamina. Mamíferos contêm dois genes distintos, mas estruturalmente relacionados, que codificam para pelo menos três diferentes isoenzimas conhecidas como Kidney-type Glutaminase (ou KGA), Glutaminase C (ou GAC) e Liver-type Glutaminase (também conhecida como LGA). Uma das características mais importantes dessas proteínas é o padrão de expressão alterado em tecidos tumorais. Resultados obtidos em nosso laboratório, publicados na PNAS, demonstram que LGA possui propriedades catalíticas distintas quando comparadas com as demais, inclusive na resposta ao ativador fosfato inorgânico. Sua sequência primária sugere ainda a possibilidade de que LGA possa interagir com outras proteínas em diferentes organelas além da mitocôndria, participando inclusive de maneira direta na regulação de expressão gênica. Outra característica muito interessante das glutaminases, identificada por nosso grupo, é que a ativação delas está associada a formação de fibras, a ordem crescente de atividade é mantida para o tamanho das fibras, ou seja, GAC tem maior atividade e apresenta fibras maiores que KGA, LGA por sua vez não forma fibras. Com a estrutura do domínio catalítico da LGA obtida pelo aluno durante realização do estágio no exterior, espera-se entender melhor o funcionamento dessa enzima e para ajudar nesse entendimento, propõe-se para o doutorado direto obter mais imagens da LGA por microscopia eletrônica e imagens de alguns mutantes pontuais com o intuito de identificar resíduos chaves para a não-formação de fibras, pretende-se também estudar a cinética enzimática dos mutantes. É proposto também a construção de uma quimera de LGA e GAC e obtenção de imagens desta, para saber quais são as porções mais críticas da GAC que proporcionam a formação de fibras. A estrutura cristalográfica da LGA full lenght e da sua porção C-terminal também será buscada. Esperamos que esses estudos contribuam para se propor uma explicação de por que a maioria das células cancerosas optam por expressar GAC e KGA ao invés de LGA. (AU)