A oxidase alternativa e suas interações genéticas, bioquímicas e físicas com o sistema de transporte de elétrons mitocondrial de Drosophila melanogaster

Resumo

A oxidase alternativa mitocondrial (AOX) é naturalmente ausente em vertebrados e insetos, mas presente em tunicados como Ciona intestinalis. A expressão xenotópica de AOX de C. intestinalis em Drosophila melanogaster e camundongos tem mostrado resultados promissores no combate a disfunções mitocondriais, exibindo um potencial para um futuro uso terapêutico. A AOX é uma enzima da membrana interna mitocondrial que pode contornar os complexos III e IV da cadeia respiratória, fornecendo um caminho adicional para a redução de oxigênio e a reoxidação da coenzima Q, e permitindo a continuação do fluxo metabólico em situações em que o sistema de transferência de elétrons esteja comprometido. Resultados preliminares em condição de respiração leak de larvas de moscas que expressam AOX demonstram uma possível formação de vias paralelas de transferência de elétrons na fosforilação oxidativa, através do uso de supercomplexos (junção de complexos mitocondriais) e pela glicerol-3-fosfato desidrogenase mitocondrial (mGPDH) com a AOX. Interessantemente, diferentes espécies de Ciona não apresentam os genes que codificam as subunidades importantes para interações intercomplexos, sugerindo que não há supercomplexos nestes organismos. Se a AOX de Ciona evoluiu para funcionar em uma membrana interna mitocondrial livre de supercomplexos, isso pode explicar por que AOX parece funcionar preferencialmente em conjunto com desidrogenases não-bombeadoras de prótons como a mGPDH. Para o desenvolvimento do projeto, será feito eletroforese em gel de poliacrilamida azul nativo (BN-PAGE), combinada com atividades enzimáticas em gel ou western blots, para investigar quantitativamente os padrões de formação de supercomplexos na larva de Drosophila, vinculando o arranjo estrutural da cadeia respiratória com as descrições funcionais/genéticas sobre as interações entre mGPDH e AOX com linhagens de expressão de AOX alta e baixa e linhagens que combinam a expressão de AOX com níveis variados de mGPDH. Adicionalmente buscaremos responder se Ciona possui supercomplexos mitocondriais utilizando BN-PAGE nos tecidos deste organismo. (AU)