Compreensão dos aspectos estruturais e funcionais de proteínas envolvidas com o transporte e assimilação de ânions em bactérias - papel na virulência, patogênese e potencial biotecnológico

• Processo: 23/15874-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Andrea Balan Fernandes
• Beneficiário: Andrea Balan Fernandes
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Assunto(s): Elementos estruturais de proteínas Xanthomonas citri Transporte de fosfato
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Crio-Microscopia | enxofre e alcanosulfonados | estrutura de proteínas | Transportadores | transporte de fosfato | Xanthomonas citri | Estrutura de proteínas

Resumo

Proteínas envolvidas na captação e assimilação de íons, especificamente ânions, são de grande importância nas células por disponibilizarem tais elementos para as funções biológicas, entre as quais, participação na regulação do metabolismo e ativação/repressão de vias essenciais. Sulfato e fosfato desempenham funções essenciais nas células e a carência desses ânions tem implicações no crescimento celular, virulência e patogênese. Em Xanthomonas citri, o sistema responsável pela importação de fosfato durante a carência do ânion é um transportador do tipo ABC (sistema PstSCAB), cuja ativação está relacionada à atividade do sistema dois-componentes PhoR/PhoB. Em Psedomonas aeruginosa, a interação entre os dois sistemas é mediada pela proteína PhoU, mas não há informações para X. citri. Similarmente, a importação de sulfato nesta bactéria é mediada por pelo menos três transportadores ABC, um dos quais, o sistema SsuABC, importa sulfato a partir de compostos sulfonados e precisa da atividade de duas enzimas para a desulfonização. As enzimas são SsuD e SsuE, uma óxido redutase e uma monooxigenase, respectivamente, que trabalham em associação para transformar sulfato em sulfito. Nessa proposta, pretende-se dar continuidade às pesquisas desenvolvidas no grupo e caracterizar as estruturas e a função do complexo formado pelo sistema transportador de fosfato PstSCAB e o sistema sensor dois-componentes PhoR/PhoB e o complexo oxidoredutase/mono-oxigenase SsuD/SsuE. Estudos estruturais desses processos são destacados pela sua relevância acadêmica e biotecnológica, especialmente considerando a falta de estruturas resolvidas para muitos componentes do transportador PstSCAB e do sistema de dois componentes PhoR-PhoB em complexo, como do complexo SsuD/E. Além disso, essas proteínas têm diversas aplicações potenciais, como biossensores para quantificação de ânions em amostras ambientais, diagnóstico médico e detecção de contaminação alimentar. As proteínas serão caracterizadas por métodos de bioinformática, ensaios biofísicos e estruturais (SAXS, cristalização, crio-microscopia eletrônica). Avanços significativos já foram alcançados, incluindo a expressão e purificação de todas as proteínas alvo, identificação de condições promissoras para estabilização térmica e cristalização, e a caracterização de interações proteína-proteína. Os resultados esperados têm grande relevância na compreensão dos mecanismos de virulência e patogênese contribuindo significativamente para o avanço do conhecimento nessa área e para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas. (AU)