Sistemas miméticos de vesículas da matriz extracellular (MVs) para o estudo da regulação do processo de biomineralização: proteolipossomos contendo NPP1 e Anexina V

• Processo: 16/21236-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de março de 2017 - 31 de maio de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Pietro Ciancaglini
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomineralização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anexina V (AnxA5) | biomineralização | fosfatase alcalina (TNAP) | nucleosídeo trifosfato (NPP1) | sistemas miméticos | Vesiculas da matriz | relação estrutura - função

Resumo

O tecido ósseo é constituído por uma combinação de uma matriz de colágeno e uma matriz mineral, que é formada por cristais de fosfato de cálcio, sob a estrutura de hidroxiapatita. Este processo de acúmulo de mineral no tecido ósseo é denominado biomineralização e é realizado por células chamadas osteoblastos, por intermédio de liberação de vesículas da matriz (MVs). Estas vesículas surgem por brotamento das superfícies das células e são secretadas no local específico do início da biomineralização na matriz do tecido ósseo. MVs contém altas concentrações de íons Ca2+ e fosfato inorgânico (Pi), proporcionando um microambiente adequado para a formação inicial e propagação dos cristais de hidroxiapatita. Para que isso ocorra corretamente são necessárias varias proteínas/enzimas, bem como microambientes com condições bastante particulares. Uma atenção especial deve ser dada a algumas proteínas presentes nas MVs: Anexina V (AnxA5), fosfatase alcalina (TNAP) e nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase 1 (NPP1). Tais proteínas regulam a formação de cristais de fosfato de cálcio, atuando assim diretamente no processo de mineralização óssea. Dentre as anexinas, especificamente a Anexina V, uma proteína de ~35 kDa, é responsável pela formação de canais de cálcio através de sua associação tanto com a face externa quanto interna da membrana das MVs. As anexinas também são responsáveis pela desorganização da membrana celular, que por sua vez resulta no processo de apoptose. A TNAP é uma fosfomonohidrolase inespecífica, capaz de hidrolisar monoésteres de fosfato, pirofosfato, diésteres de fosfato, bem como catalisar reações de transfosforilação. Está inserida à membrana plasmática das MVs por uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI) e é denominada "alcalina" por sua habilidade de efetuar estas reações de hidrólises de substratos mais eficientemente em pH acima do neutro (pH 8-11). Além disso, a TNAP tem um papel crucial em limitar a concentração de pirofosfato inorgânico extracelular (ePPi), um potente inibidor da mineralização, para manter uma razão Pi/PPi adequada para a mineralização óssea normal. A função primária da TNAP é degradar o ePPi, que é produzido ectoplasmicamente pela NPP1. Assim, a NPP1 tem a função de inibir a precipitação de hidroxiapatita por sua propriedade de geração de PPi, controlando a razão Pi/PPi. No presente projeto pretendemos estudar especificamente o envolvimento da proteína AnxA5 e da enzima NPP1, ambas reconstituídas em lipossomos, com o objetivo de formarmos sistemas miméticos de MVs e estudarmos como estas associações podem regular e/ou modular o processo de mineralização mediado por estas vesículas. Cabe destacar que é sempre dado um papel secundário a NPP1 (a TNAP que tem o papel principal) e deste modo pretendemos desvendar a verdadeira função desta enzima no processo de biomineralização. (AU)

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)

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