Síntese e incorporação de selenocisteínas em Trypanosoma e Amebas: estrutura, interações moleculares e relevância ao parasito.

• Processo: 24/18708-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Otavio Henrique Thiemann
• Beneficiário: Otavio Henrique Thiemann
• 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 principais: João Renato Carvalho Muniz
• Pesquisadores associados: Ana Joaquina Pérez Berná ; Andrea Sorrentino ; Ariel Mariano Silber ; Carla Cristina Polo ; Jonatas Santos Abrahao ; Julia Pinheiro Chagas da Cunha ; Juliana Reis Cortines ; MARCIO SILVA ; Vitor Hugo Balasco Serrão
• Assunto(s): Acanthamoeba Naegleria Trypanosoma
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acanthamoeba | Aminoacil-tRNA sintetase | Naegleria | Nucleocytoviricota | Selenocisteínas | Trypanosoma | Biologia molecular e estrutural

Resumo

Os processos de tradução de proteínas têm papel central no metabolismo celular sendo presente em todos os domínios da vida. São, portanto, marcadores ideais para a investigação da evolução de eucariotos antigos. Também dependem de extensas e específicas interações proteína-proteína e proteína-RNA. Em 1986 foi descoberto o 21º aminoácido, selenocisteína (Sec - U). Sua incorporação no códon de terminação UGA é direcionada pela estrutura no RNA mensageiro, o elemento SECIS, e uma complexa maquinaria molecular que nosso grupo descreveu em Escherichia coli, Trypanosoma e Naegleria. Recentemente identificamos a via de síntese de Sec em Acanthamoeba e a presença de elementos SECIS no genoma de Tupanvirus e Niemeyervirus. Estes vírus pertencem ao filo Nucleocytoviricota, se replicam em Fábricas Virais (FV) no citoplasma de Acanthamoeba castellanii, codificando mais de 1.000 genes, diversos dos quais estão envolvidos em processos de tradução. O presente projeto tem por objetivo aprofundar a caracterização desta via enzimática e de aminoacil-tRNA sintetases, descrevendo o seu papel na fisiologia de parasitos protozoários assim como no ciclo de replicação de Tupanvirus e Niemeyervirus. Para isso propomos: a- Determinar os parâmetros cinéticos e termodinâmicos de interação proteína-proteína e proteína-RNA dos complexos formados na via de síntese e incorporação de Sec de T. cruzi, N. gruberi e A. castellanii. b- Caracterizar a estrutura dos complexos por difração de raios-X a baixos ângulos, difração de raios-X de monocristais e crio-microscopia eletrônica de partículas isoladas (Cryo-TEM). c- Desenvolver linhagens de T. cruzi nocaute com o objetivo de investigar os seus impactos na fisiologia no parasito e assim determinar possíveis alvos terapêuticos. d- Caracterizar a estrutura de Tupanvirus e Niemeyervirus e a FV destes vírus por Cryo-TEM, crio-tomografia eletrônica (Cryo-ET) assim como por diferentes técnicas biofísicas e espectrometria de massas. e- Caracterizar bioquímicamente e estruturalmente as aminoacil-tRNA sintetases de Niemeyervirus. Desta forma, a presente proposta visa descrever a via de síntese de Sec e os mecanismos de interação e especificidade entre proteínas e proteína-RNA em organismos basais da arvore filogenética dos eucariotos, caracterizar seu potencial como alvo no desenho de inibidores bem como caracterizar o ciclo de replicação de Nucleocytoviricota (Tupanvirus e Niemeyervirus) em A. castellanii e sua relação com as selenoproteínas. (AU)