Estudo da interação entre chaperonas importantes para o controle de qualidade proteico celular em eucariotos superiores.

Resumo

Proteínas perfazem um grande número de funções na célula e estas funções estão relacionadas diretamente à estrutura enovelada desta biomolécula. Ainda que esta estrutura enovelada possa ser alcançada naturalmente em condições controladas em experimentos in vitro, o mesmo pode não ocorrer nas condições celulares. O meio celular, o qual é altamente viscoso e concentrado, dificulta o enovelamento correto e, não fosse um sistema especializado, conhecido como sistema de Controle de Qualidade Proteico (PQC em inglês), proteínas com enovelamento incorreto e agregados proteicos seriam normalmente formados. O sistema PQC é formado pelo sub-sistema das chaperonas, o qual tem o papel principal de facilitar o enovelamento correto, e o sub-sistema proteossomo, o qual tem o papel de degradar proteínas. Como determinadas alterações fisiológicas (por exemplo: estresse térmico, divisão celular, envelhecimento, etc) predispõem ao enovelamento incorreto, o sistema PQC tende a ser mais ativo nestas condições. O objetivo principal do nosso grupo de pesquisa é compreender como o sistema PQC funciona em eucariotos, principalmente no ser humano e em plantas. Para tanto, diversos subprojetos são desenvolvidos para entender partes específicas deste sistema. Este projeto de doutorado tem como objetivo principal investigar a interação entre algumas das chaperonas e Hsps atualmente consideradas mais relevantes para a função do sistema PQC. Os objetivos específicos são: 1) Clonar, expressar, purificar e caracterizar a co-chaperona CHIP de uma planta. Esta proteína possui um domínio de ligação as chaperonas Hsp700 e Hsp90 e outro de interação com ubiquitina-ligases do tipo E3, ou seja, é um dos principais conectores entre os dois sub-sistemas que compõem o PQC. 2) Investigar os mecanismos de interação entre a Hsp100 e as smHsp de plantas em função de temperatura. Chaperonas da família smHsp reconhecem proteínas parcialmente desenoveladas e as entregam para a Hsp100, a qual atua auxiliando o enovelamento correto. 3) Comparar a conformação de quatro chaperonas Hsp40 humanas e caracterizar suas interações com proteínas desenoveladas e com a Hsp70. Chaperonas da família Hsp40 reconhecem proteínas parcialmente desenoveladas e as entregam para a Hsp70, a qual atua auxiliando o enovelamento correto. O racional relacionado à escolha das proteínas alvo, assim como potenciais resultados, estão discutidos no corpo do projeto, contudo é importante realçar que quando as chaperonas Hsp70, Hsp90 ou Hsp100 falham em enovelar uma proteína esta deve ser encaminhada para o sub-sistema proteossomo para degradação.