Elucidando o impacto de condensados líquidos e sólidos funcionais de proteínas na via de secreção

• Processo: 22/06006-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Geração
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Luis Felipe Santos Mendes
• Beneficiário: Luis Felipe Santos Mendes
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Antonio José da Costa Filho ; Eduardo Festozo Vicente ; Juliana Sakamoto Yoneda ; Mariana Raquel Bunoro Batista ; Vitor Hugo Balasco Serrão
• Auxílio(s) vinculado(s): 25/19500-0 - Caracterização atomística do impacto de mutações patogênicas na dinâmica de regiões intrinsecamente desordenadas de anexinas visando a engenharia de proteínas moduladoras, AP.R; 25/10843-2 - Caracterização de filamentos amiloides heteroméricos funcionais formados por neuropeptídeos humanos, AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/19163-4 - Impacto da Acetilação N-terminal na estrutura e interações moleculares da proteína "GRASP65 homolog protein 1" de Saccharomyces cerevisiae, BP.DD; 24/20215-6 - Intervindo na montagem/desmontagem de amiloides funcionais para superar a resistência microbiana impulsionada por biofilmes, BP.DR; 24/10392-8 - Caracterização da formação de condensados sólidos funcionais dos neuropeptídeos CRH e Neuropeptídeo Y no contexto de ansiedade e depressão, BP.DD; 23/12516-3 - Impacto da Acetilação N-terminal na estrutura e interações moleculares da proteína "GRASP65 homolog protein 1" de Saccharomyces cerevisiae, BP.MS; 23/13459-3 - Caracterização físico-química do potencial de formação de condensados líquidos por separação de fase líquido-líquido na família das proteínas Golginas, BP.MS
• Assunto(s): Interações biomoleculares Proteínas intrinsicamente desordenadas Amiloide Extração líquido-líquido
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amilóides | Condensados Proteicos | Desordem Intrínseca | Interações biomoleculares | Secreção de proteínas | separação de fase líquido-líquido | Biofísica de proteínas desordenadas e condensados proteicos

Resumo

30% de todas as proteínas produzidas em humanos são classificadas e transportadas através do Retículo Endoplasmático e do complexo de Golgi. Apesar da constante e fluída troca de componentes entre essas organelas, suas estruturas permanecem em um estado estacionário dinâmico. Nesse contexto, o como esses compartimentos são estruturados e organizados espacialmente para polarizar a direção da secreção de proteínas permanece obscuro. Além disso, os mecanismos moleculares que determinam o como algumas cargas de transporte podem ser empacotadas, armazenadas e liberadas ainda não são totalmente compreendidos. A formação de condensados líquidos por separação de fase líquido-líquido e a transição reversível para estados amiloides funcionais foram recentemente descobertas como estratégias adotadas pelas células para organizar seu espaço interno. A condensação de biomoléculas em fases "sólidas" e "líquidas" tem implicações muito além daquelas observadas em distúrbios neurodegenerativos. A auto associação de proteínas desempenha diversos papéis funcionais in vivo, tais como a formação de fases semelhantes a líquidos em condensados biomoleculares (incluindo o nucléolo e grânulos P) e a transição para o estado amiloide na formação de biofilmes/hifas. Entretanto, o estudo de condensados funcionais ainda se encontra em seu início e, portanto, requer mais investigações. Neste projeto, propomos investigar a biologia (des)estrutural de auto associação de proteínas/peptídeos para testarmos o impacto da formação de condensados "líquidos" e "sólidos" de proteínas em duas hipóteses paralelas associadas à via secretora. A primeira assume que fases líquido cristalinas formadas por proteínas da matriz de Golgi podem organizar compartimentos de membrana. Portanto, o Golgi seria essencialmente um "líquido-cristalino" com uma organização interna formada por separações de fase líquido-líquido. A segunda hipótese assume que um passo natural no armazenamento e liberação de neuropeptídeos nos grânulos de secreção derivados de Golgi, envolveria a montagem/desmontagem dinâmica de amiloides funcionais sem a necessidade de uma maquinaria celular especializada. Consequentemente, sua agregação dentro de grânulos de secreção e posterior liberação para o espaço extracelular seriam dependentes apenas das diferentes propriedades físico-químicas experimentadas ao longo da via secretora. Nossos resultados potencialmente impactarão e reformularão um dos processos da biologia celular mais bem estudados (via exocítica eucariota clássica) e expandirão nosso conhecimento sobre a relevância funcional dos condensados de proteínas. (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)

MENDES, LUIS FELIPE S.; OLIVEIRA, CAROLINA G.; SIMOES, KEVIN F.; KAVA, EMANUEL; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. Exploring liquid-liquid phase separation in the organisation of Golgi matrix proteins. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1872, n. 5, p. 10-pg., 2024-06-27. (22/06006-0, 21/10465-7)

MENDES, LUIS FELIPE S.; GIMENES, CAROLINA O.; DA SILVA, MARILIA D. O.; ROUT, SAROJ K.; RIEK, ROLAND; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. The potential role of liquid-liquid phase separation in the cellular fate of the compartments for unconventional protein secretion. Protein Science, v. 33, n. 7, p. 16-pg., 2024-07-01. (22/06006-0, 15/50366-7, 09/54044-3, 21/10465-7, 20/15542-7)