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Estabilidade e modificação de sistemas lipossomais contendo lipídeos oxidados: ligação e atividade de proteínas formadoras de poros esticolisina I

Processo: 17/08460-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 16 de outubro de 2017 - 15 de dezembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Rosangela Itri
Beneficiário:Rosangela Itri
Pesquisador visitante: Carlos Manuel Alvarez Valcarcel
Inst. do pesquisador visitante: Universidad de La Habana (UH), Cuba
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Bicamadas lipídicas 

Resumo

Lipídeos de membranas biológicas contêm grandes quantidades de ácidos graxos insaturados. Estas estruturas são propensas a oxidação química e foto-induzida levando à formação de produtos de lipídeos oxidados (OxL). Uma quantidade determinada de OxL é necessária para numerosas funções celulares. No entanto, sua produção descontrolada pode ter um efeito deletério sobre o funcionamento da célula e está envolvido em uma variedade de doenças. De fato, sabe-se que existe uma correlação entre a peroxidação lipídica e as perturbações neurológicas degenerativas, tais como a doença de Parkinson e a doença de Alzheimer. A oxidação tanto pequena como quimicamente induzida começa habitualmente com a formação de um hidroperóxido lipídico, que pode ser ainda continuar a reação. Hidroperóxidos lipídicos e OxL derivados alteram as propriedades das membranas, alterando a fluidez, o empacotamento lipídico, a interação lipídeo-lipídeo e a estrutura e organização das jangadas lipídicas. Além disso, OxL também pode levar à formação de poros e interrupção da membrana. Compreender e medir como a oxidação da bicamada lipídica afeta a permeabilidade é fundamental para reconhecer como a oxidação altera as propriedades de barreira da membrana, potencialmente levando a danos nas células. Uma abordagem experimental para avaliar o impacto de OxL nas propriedades da membrana é incorporar espécies de fosfolípidos oxidados contendo grupos hidroxila, hidroperóxido, aldeído ou carboxílico em posições definidas de uma cadeia de ácido graxo. Por estes meios, o processo de oxidação pode ser mimetizado, produzindo vesículas de composição controlada de OxL. Os sistemas oxidados modelo podem ser preparados quer pela introdução de tal OxL na sua composição quer pela promoção de domínios induzidos por foto-oxidação como tem sido largamente explorado pelo laboratório do Prof. Itri no IF-USP. A caracterização das estruturas resultantes pode ser crucial para compreender os danos derivados da oxidação nas células e deve contribuir para desenvolver tratamentos potenciais para diversas doenças. A visita proposta visa estudar estas alterações por meio da microscopia óptica de vesículas unilamelares gigantes (GUV), estudos de permeabilização da GUV e vesículas unilamelares grandes (LUV) e ensaios de ligação em pequenas vesículas unilamelares (SUV) com a composição lipídica adequada e sujeitos à ação de um agente membranotrópico tal como a proteína formadora de poros Sticholysin I (StI). St I é uma toxina formadora de poros caracterizada pelo grupo do Prof. Alvarez no Laboratório de Toxinas e Lipossomas (TLL), Centro de Estudos de Proteínas (CEP) da Universidade de Havana (UH), Cuba, que atualmente é investigado por suas possíveis aplicações biomédicas. De projetos anteriores entre Profs. Itri's e Alvarez, foi possível definir a importância da coexistência de fase lateral para a atividade StI e sua ação de remodelamento em membranas. Assim, será também de interesse explorar a ação de StI na dinâmica e na estabilidade do domínio lipídico foto-induzido como parte desta visita proposta. A análise da fragilidade ou alterações nas propriedades biofísicas de membranas modelo contendo lipídeos oxidados pode ser útil para compreender e tratar distúrbios onde a oxidação lipídica está envolvida, idealmente com a participação de StI. (AU)