Caracterização de interações no sistema de qualidade protéico para a compreensão do seu papel na manutenção da proteostase

Resumo

Proteínas são importantes componentes celulares, estando envolvidas em praticamente todas as funções fisiológicas. Na maioria dos casos, a realização destas funções requer que a proteína enovele ao seu estado nativo e/ou não forme agregados. Na célula, um sistema formado por chaperonas, Hsps e o proteassoma e conhecido como PQC (Protein Quality Control) mantém a homeostase proteica e parece ter papel central em doenças importantes, como em alguns tipos de câncer e em doenças neurodegenerativas (como Parkinson e Alzheimer). Reconhece-se que os componentes do sistema PQC interagem com diversas proteínas para a manutenção da proteostase, além de interagirem entre si para aumentar a eficiência do sistema. Entretanto, pouco ainda se conhece sobre as características destas interações devido ao substancial número de componentes e pela diversidade dos mesmos entre organismos e também entre diferentes organelas. Neste contexto, o objetivo desta proposta é unir duas técnicas complementares na caracterização de interação proteína-proteína, Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR, Surface Plasmon Resonance) e Calorimetria (titulação e varredura), para investigar as interações entre componentes do sistema PQC e entre estes e alvos. Esta estratégia se beneficia das especialidades de candidato e supervisor nessa área, as quais também são complementares. Inicialmente, serão investigadas as interações entre as chaperonas Hsp70 e Hsp90 com suas co-chaperonas e proteínas alvo. Como proteínas alvo destas chaperonas escolhemos proteínas de vírus causadores de inúmeras doenças impactantes no Brasil, como a Zika, chicungunha e febre amarela, pois tanto a Hsp70 quanto a Hsp90 auxiliam no enovelamento dessas proteínas no ambiente celular. Importante mencionar, que a plasmônica é um campo bem estabelecido e aponta a SPR com umas das principais ferramentas para estudos de interações biomoleculares. Para esta proposta, biossensores baseados em SPR serão desenvolvidos para análise quantitativa detalhada, via abordagem cinética e termodinâmica, das interações investigadas. Espera-se que informações essencialmente úteis sejam extraídas para um melhor entendimento acerca dos mecanismos bioquímicos que podem estar associados à função do sistema PQC, inclusive do sistema Hsp70/Hsp90 humano sobre as proteínas virais mencionadas. Em termos gerais, a presente proposta aborda um assunto de enorme relevância para o país e para a ciência, com grande potencial para render descobertas fascinantes que propiciem a geração de novas estratégias voltadas à intervenção terapêutica e, portanto, merece ser investigada com alta prioridade.