Regulação da contração muscular: mutantes sítio-dirigidos dos componentes do sistema contrátil de músculo e sua análise

• Processo: 95/04527-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 1996
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2001
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Fernando de Castro Reinach
• Beneficiário: Fernando de Castro Reinach
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 98/14589-4 - Observando a ligação de cálcio do complexo troponina C-troponina I utilizando as técnicas de fluorescência e diálise de fluxo, BP.AP; 98/05872-4 - Identificacao de troponinas i mutantes expressas com 5-hidroxitriptofano sensiveis as interacoes com os demais componentes do filamento fino., BP.DR; 97/10960-7 - Mapeamento e caracterização do domínio ativatório da Troponina T, BP.DR; 96/06465-8 - Mapeamento da interface entre o residuo 100 da tropomiosina e a molecula de actina., BP.IC
• Assunto(s): Proteínas musculares Troponina Troponina C Troponina I Troponina T Actinas Cálcio Filamentos citoplasmáticos Filamentos intermediários Mutações induzidas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Molecular | Musculo | Mutantes - Sitio-Dirigidos | Troponina

Resumo

O objetivo de nosso laboratório é descrever as alterações estruturais que ocorrem no filamento fino de músculo esquelético quando o cálcio se liga à troponina C. Utilizamos técnicas de Biologia Molecular para produzir mutações nas proteínas que compõem o sistema regulatório presente neste filamento e analisamos suas funções "in vitro" e "in vivo". O filamento fino de músculo esquelético é uma estrutura supra-macromolecular capaz de amplificar e transmitir o sinal de ligação do cálcio. A ligação de cálcio à troponina C ativa sete moléculas de actina, sendo que a mais distante se localiza a 200Â da Troponina C. A informação é transmitida da troponina C para os outros componentes da troponina (troponina T e troponina I), em seguida para a tropomiosina e finalmente para as sete actinas que fazem contacto com a tropomiosina. Este sistema regulatório é capaz de ativar a contração muscular 200 milisegundos após o aumento do cálcio intracelular. Este "interruptor molecular" que oscila entre um "on state" (cálcio ligado) e um "off state" (cálcio desligado), apresenta um alto grau de acoplamento entre a ligação do cálcio e a interação actina-miosina. Quando o cálcio está ligado, a afinidade da actina pela miosina aumenta e, quando aumentamos a afinidade da actina pela miosina, a afinidade da troponina C pelo cálcio também aumenta. Existe, portanto um acoplamento físico e energético entre estes dois fenômenos. Com base nesta observação, demonstramos que mutações capazes de deslocar o equilíbrio entre o "on" e "off states" do complexo podem ser usados para definir os aminoácidos de cada subunidade protéica envolvidos na transmissão da informação. (AU)