Investigação estrutural da síntese de ramnose e implicações na resistência a antibióticos

• Processo: 20/03983-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de dezembro de 2020 - 30 de novembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Alessandro Silva Nascimento
• Beneficiário: Alessandro Silva Nascimento
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Resistência microbiana a medicamentos Cristalografia de proteínas Biologia estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | Cristalografia de Proteínas | resistencia a antibióticos | Rhamnose | Biologia Estrutural

Resumo

Estima-se que 700.000 mortes sejam causadas anualmente diretamente por infecções bacterianas resistentes a antibióticos. Os níveis crescentes de resistência aos antibióticos disponíveis fizeram com o que Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos (CDC) estabelecesse quatro linhas gerais de ação para lidar com o problema da resistência: a prevenção de infecções e disseminação de resistência, o rastreio bactérias resistentes, a melhoria no uso dos antibióticos atuais e o desenvolvimento de novos antibióticos. Boa parte destas ações, no contexto acadêmico, requer o conhecimento mais profundo de mecanismos de aquisição de resistência e a identificação de potenciais alvos para o desenvolvimento de novos antibióticos. Uma classe de enzimas que tem se mostrado diretamente envolvida em processos de desenvolvimento de resistência é a das enzimas envolvidas na decoração da parede celular bacteriana. Dados recentes na literatura científica demonstram claramente que a decoração da parede está diretamente relacionada à resistência a antibióticos beta-lactâmicos, através de mecanismos ainda pouco conhecidos. Desta forma, a deleção de algumas enzimas mostrou ser capaz de reduzir a concentração inibitória mínima de beta-lactâmicos para S. aureus (MRSA) e E. faecalis. Neste projeto, propomos a expressão heteróloga de enzimas envolvidas na síntese de ramnose visando sua caracterização estrutural, biofísica e bioquímica. Este sacarídeo é empregado por diversas bactérias patogênicas como Streptococcus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus spp, dentre outros para a composição da capsula polissacarídica que decora o peptidoglicano. Em alguns casos, como em Mycobacterium tuberculosis, por exemplo, as enzimas são essenciais. Em outros casos, como em P. aeruginosa, as enzimas são importantes para a virulência. Ao final do projeto esperamos ser capazes de determinar estruturas cristalográficas das enzimas envolvidas na síntese de ramnose, além de compreender sua interação com substrato e reguladores alostéricos. Também visamos caracterizar o comportamento hidrodinâmico das enzimas e avaliar a triagem de compostos como potenciais inibidores que permitam uma avaliação mais profunda do papel das enzimas in vitro. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BARRA, ANGELICA LUANA C.; ULLAH, NAJEEB; MORAO, LUANA G.; WRENGER, CARSTEN; BETZEL, CHRISTIAN; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. Structural Dynamics and Perspectives of Vitamin B6 Biosynthesis Enzymes in Plasmodium: Advances and Open Questions. FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY, v. 11, JUL 13 2021. (18/21213-6, 19/20219-3, 20/03983-9, 15/13684-0, 19/26428-3, 15/26722-8, 17/03966-4)

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BRIGANTI, LORENZO; CAPETTI, CAIO; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; GHIO, SILVINA; CAMPOS, ELEONORA; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; POLIKARPOV, IGOR. Structural and molecular dynamics investigations of ligand stabilization via secondary binding site interactions in Paenibacillus xylanivorans GH11 xylanase. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL, v. 19, p. 1557-1566, 2021. (20/03983-9, 15/26722-8, 15/13684-0)