Auto-organização e entrega intracelular de DNA por meio de um fragmento truncado derivado do peptídeo troiano Penetratina

• Processo: 21/00069-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Emerson Rodrigo da Silva
• Beneficiário: Emerson Rodrigo da Silva
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Estrutura Nanopartículas Peptídeos Terapia genética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estrutura | nanopartícula | peptídeo | terapia genica | Biofísica Molecular

Resumo

A Penetratina é um peptídeo troiano curto que atrai bastante interesse em pesquisa biomédica por causa de sua capacidade de translocar membranas biológicas. Neste trabalho, estudamos em detalhe tanto a auto-organização quanto a entrega intracelular de DNA pelo heptâmero KIWFQNR, um peptídeo truncado derivado da Penetratina. Esta sequência encurtada possui um desenho único, com características bola-anfifílicas, que preserva o trecho mais longo não-catiônico encontrado na Penetratina. Essas características conferem anfipaticidade que auxilia a auto-organização do peptídeo, fazendo dele um modelo adequado para explorar o papel de resíduos hidrofóbicos para a interação do peptídeo com membranas e suas capacidades de internalização. Nós mostdramos que o fragmento forma peptiplexos (i.e., complexos DNA-peptídeo), agregando-se em fibras longas com inequívoca assinatura beta folha. A estrutura supramolecular das nanofibras é provavelmente composta por núcleos de DNA rodeados por uma casca peptídica para a qual a dupla hélice funciona como um template e induz fibrilação. Um mecanismo de nucleação e crescimento é proposto no qual há a formação de coacervados através de separação de fase líquido-líquido. Nós também demonstramos que esses peptiplexos são capazes de internalizar fragmentos de DNA com cerca de 200 pb em células HeLa, indicando seu potencial na preparação de vetores não-virais de nucleotídeos. Considerando-se que os principais aspectos estruturais da Penetratina nativa são conservados nesse fragmento truncado, nossos achados também destacam o papel desempenhado por amino ácidos não carregados para a organização estrutura dos complexos, e portanto para as capacidades de penetração da Penetratina. (AU)