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Sinalização por c-di-GMP e o sistema de secreção de macromoléculas do tipo IV em Xanthomonas citri

Processo: 11/07777-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de dezembro de 2011 - 28 de fevereiro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Shaker Chuck Farah
Beneficiário:Shaker Chuck Farah
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Roberto Kopke Salinas
Pesq. associados:Guilherme Menegon Arantes
Auxílios(s) vinculado(s):16/08707-4 - EMU concedido no processo 2011/07777-5: sistema SEC-MALS (sistema laser de espalhamento de luz), AP.EMU
15/04859-1 - Estrutura e função do Sistema de Secreção do Tipo IV do fitopatógeno Xanthomonas citri por ressonância magnética nuclear em solução, AV.EXT
13/50355-0 - Structure and dynamics of proteins by high-resolution NMR spectroscopy, SAXS, and computation, AP.R
13/50362-6 - Structural relationships of the flavonoid apigenin and hnRNPA2 define the role of plant phytochemicals in the regulation of alternative splicing, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):15/25381-2 - Estudo do papel dos sistemas de secreção do Tipo IV de Xanthomonas citri e Stenotrophomonas maltophilia na interação com Dictyostelium discoideum, BP.PD
15/13318-4 - Engenharia estrutural do sítio ativo de diguanilato ciclases (domínios GGDEF) para a produção de novos segundos mensageiros, BP.DD
15/17073-6 - Regulação do pilus Tipo IV de Xanthomonas citri, BP.PD
11/22571-4 - Regulação do pilus Tipo IV de Xanthomonas citri, BP.PD
11/50521-1 - Biologia Estrutural de um sistema de secrcao do Tipo IV de Xanthomonas axonopodis pv.citri, BP.PD
Assunto(s):Proteínas  Xanthomonas citri  Expressão gênica  Genomas  Xanthomonas axonopodis  Virulência  Ressonância magnética nuclear  Cristalografia de proteínas 

Resumo

Neste projeto temático pretendemos desenvolver duas vertentes de pesquisa sobre a biologia do fitopatógeno Xanthomonas citri (Xac), o agente causador do cancro cítrico. i) Metabolismo do segundo mensageiro c-di-GMP: síntese, degradação e receptores. Bactérias podem adotar múltiplos estilos de vida. Em um extremo, há crescimento planctônico em meio líquido em que células vivem individualmente, frequentemente empregando flagelo para nadar na direção de quimioatraentes ou na direção oposta de quimiorepelentes. Outro estilo de vida envolve crescimento estático em uma superfície de uma comunidade de muitas células (muitas vezes chamadas biofilmes). A habilidade de transitar entre estes, e intermediários, estilos de vida requer a coordenação de uma série de eventos de desenvolvimento celular e uma grande variedade de comportamentos fisiológicos complexos, por exemplo, "quorum sensing", múltiplos tipos de motilidade, adesão a superfícies, secreção de exopolissacarídeos, surfactantes e enzimas extracelulares e a produção de fatores de virulência. Há uma grande quantidade de evidência que o dinucletídeo bis(3´à5´) di-GMP cíclico (c-di-GMP) desempenha um papel central nesta coordenação no reino de bactérias. O c-di-GMP é sintetizado por diguanilato ciclases (domínios GGDEF), é degradado por duas classes de fosfodiesterases (domínios EAL e HD-GYP) e existe uma variedade de famílias de receptores de c-di-GMP (ie domínios PilZ, FleQ, CLP, domínios GGDEF e EAL não-catalíticos e "riboswitches"). O genoma da Xac codifica dezenas de domínios ciclase, fosfodiesterases e receptores de c-di-GMP, a maioria dos quais estão associados covalentemente ou não-covalentemente a outros domínios com um largo espectro de atividades associadas a sinalização molecular. O nosso desafio é entender os princípios de regulação enzimática das ciclases e fosfodiesterases e os princípios que regulam as afinidades dos receptores para c-diGMP. Também queremos entender os detalhes moleculares das interações entre estes e outros domínios e como estas interações afetam suas atividades enzimáticas e afinidades por c-di-GMP. ii) Sistemas de secreção de tipo IV. Muitas bactérias patogênicas empregam sistemas de secreção de macromoléculas para transferir fatores de virulência para dentro das células hospedeiras. Neste projeto, pretendemos continuar nossos estudos estruturais e funcionais sobre o sistema de secreção do tipo IV da Xac. O enorme tamanho deste sistema secretório, que contem múltiplas cópias de pelo menos uma dúzia de subunidades diferentes e peso molecular > 1 megaDalton, gera grandes desafios para estudar sua estrutura. Outros desafios serão identificar e caracterizar substratos específicos secretados por este sistema. Nestes estudos empregaremos métodos de Biologia Estrutural (cristalografia, ressonância magnética nuclear, SAXS, simulações moleculares, SCA), a produção e caracterização de nocautes gênicos, enzimologia e estudos de expressão gênica. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pós-Doutorado em Bioquímica com Bolsa da FAPESP 
Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio:
Contato letal 

Publicações científicas (11)
(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)
CESETI, LUCAS M.; DE SANTANA, ELIANE S.; RATAGAMI, CAMILA Y.; BARREIROS, YASMIN; LIMA, LIDIA DOS PASSOS; DUNGER, GERMAN; FARAH, CHUCK S.; ALVAREZ-MARTINEZ, CRISTINA E. The Xanthomonas citri pv. citri Type VI Secretion System is Induced During Epiphytic Colonization of Citrus. Current Microbiology, v. 76, n. 10, p. 1105-1111, OCT 2019. Citações Web of Science: 0.
SGRO, GERMAN G.; COSTA, TIAGO R. D.; CENENS, WILLIAM; SOUZA, DIORGE P.; CASSAGO, ALEXANDRE; DE OLIVEIRA, LUCIANA COUTINHO; SALINAS, ROBERTO K.; PORTUGAL, V, RODRIGO; FARAH, CHUCK S.; WAKSMAN, GABRIEL. Cryo-EM structure of the bacteria-killing type IV secretion system core complex from Xanthomonas citri. NATURE MICROBIOLOGY, v. 3, n. 12, p. 1429-1440, DEC 2018. Citações Web of Science: 7.
TEIXEIRA, RAPHAEL D.; GUZZO, CRISTIANE R.; AREVALO, SANTIAGO JUSTO; ANDRADE, MAXUEL O.; ABRAHAO, JOSIELLE; DE SOUZA, ROBSON F.; FARAH, CHUCK S. A bipartite periplasmic receptor-diguanylate cyclase pair (XAC2383-XAC2382) in the bacterium Xanthomonas citri. Journal of Biological Chemistry, v. 293, n. 27, p. 10767-10781, JUL 6 2018. Citações Web of Science: 0.
BAYER-SANTOS, ETHEL; LIMA, LIDIA DOS PASSOS; CESETI, LUCAS DE MORAES; RATAGAMI, CAMILA YURI; DE SANTANA, ELIANE SILVA; DA SILVA, ALINE MARIA; FARAH, CHUCK SHAKER; ALVAREZ-MARTINEZ, CRISTINA ELISA. Xanthomonas citri T6SS mediates resistance to Dictyostelium predation and is regulated by an ECF sigma factor and cognate Ser/Thr kinase. ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, v. 20, n. 4, SI, p. 1562-1575, APR 2018. Citações Web of Science: 3.
OLIVEIRA, LUCIANA COUTINHO; SOUZA, DIORGE PAULO; OKA, GABRIEL UMAJI; LIMA, FILIPE DA SILVA; OLIVEIRA, RONALDO JUNIO; FAVARO, DENIZE CRISTINA; WIENK, HANS; BOELENS, ROLF; FARAH, CHUCK SHAKER; SALINAS, ROBERTO KOPKE. VirB7 and VirB9 Interactions Are Required for the Assembly and Antibacterial Activity of a Type IV Secretion System. Structure, v. 24, n. 10, p. 1707-1718, OCT 4 2016. Citações Web of Science: 4.
ABIKO, LAYARA AKEMI; VITALE, PHELIPE M.; FAVARO, DENIZE C.; HAUK, PRICILA; LI, DA-WEI; YUAN, JIAQI; BRUSCHWEILER-LI, LEI; SALINAS, ROBERTO K.; BRUSCHWEILER, RAFAEL. Model for the allosteric regulation of the Na+/Ca2+ exchanger NCX. PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS, v. 84, n. 5, p. 580-590, MAY 2016. Citações Web of Science: 3.
DUNGER, GERMAN; LLONTOP, EDGAR; GUZZO, CRISTIANE R.; FARAH, CHUCK S. The Xanthomonas type IV pilus. Current Opinion in Microbiology, v. 30, p. 88-97, APR 2016. Citações Web of Science: 12.
SOUZA, DIORGE P.; OKA, GABRIEL U.; ALVAREZ-MARTINEZ, CRISTINA E.; BISSON-FILHO, ALEXANDRE W.; DUNGER, GERMAN; HOBEIKA, LISE; CAVALCANTE, NAYARA S.; ALEGRIA, MARCOS C.; BARBOSA, LEANDRO R. S.; SALINAS, ROBERTO K.; GUZZO, CRISTIANE R.; FARAH, CHUCK S. Bacterial killing via a type IV secretion system. NATURE COMMUNICATIONS, v. 6, MAR 2015. Citações Web of Science: 44.
OLIVEIRA, MAYCON C.; TEIXEIRA, RAPHAEL D.; ANDRADE, MAXUEL O.; PINHEIRO, GLAUCIA M. S.; RAMOS, CARLOS H. I.; FARAH, CHUCK S. Cooperative Substrate Binding by a Diguanylate Cyclase. Journal of Molecular Biology, v. 427, n. 2, p. 415-432, JAN 30 2015. Citações Web of Science: 10.
DUNGER, GERMAN; GUZZO, CRISTIANE R.; ANDRADE, MAXUEL O.; JONES, JEFFREY B.; FARAH, CHUCK S. Xanthomonas citri subsp citri Type IV Pilus Is Required for Twitching Motility, Biofilm Development, and Adherence. MOLECULAR PLANT-MICROBE INTERACTIONS, v. 27, n. 10, p. 1132-1147, OCT 2014. Citações Web of Science: 24.
GUZZO, CRISTIANE R.; DUNGER, GERMAN; SALINAS, ROBERTO KOPKE; FARAH, CHUCK S. Structure of the PilZ-FimX(EAL)-c-di-GMP Complex Responsible for the Regulation of Bacterial Type IV Pilus Biogenesis. Journal of Molecular Biology, v. 425, n. 12, p. 2174-2197, JUN 26 2013. Citações Web of Science: 24.

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