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Genômica comparativa de toxinas bacterianas associadas ao sistema secretório do tipo IV

Processo: 16/09047-8
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2017 - 31 de agosto de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biologia Geral
Pesquisador responsável:Robson Francisco de Souza
Beneficiário:Robson Francisco de Souza
Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Genômica comparativa  Evolução molecular  Bactérias  Toxinas bacterianas  Domínios proteicos  Análise de sequência 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:análise de seqüências | Domínios protéicos | evolução molecular | toxinas bacterianas | Evolução molecular

Resumo

Como outras linhagens de organismos, as bactérias estão sujeitas a vários tipos de conflitos biológicos, como a competição entre linhagens da mesma espécie, competição entre espécies diferentes ou a interação entre bactérias patogênicas e seus hospedeiros. Ao se engajarem nesses conflitos, uma das ferramentas mais usadas pelas bactérias é a produção e secreção de toxinas de natureza proteica, que possuem domínios especializados em gerar o efeito tóxico. Domínios tóxicos distintos correspondem a mecanismos moleculares diferentes e a um repertório igualmente amplo de antitoxinas. Antitoxinas, também conhecidas como proteínas de imunidade, são proteínas especializadas em neutralizar as toxinas correspondentes, evitando a morte da célula produtora. Como observado em outros sistemas envolvidos em conflitos biológicos, as toxinas bacterianas são caracterizadas pela rápida evolução de novos genes, que precisam compensar a contínua evolução de estratégias de defesa dos organismos adversários. O efeito mais visível dessa corrida armamentista é o contínuo surgimento de novos domínios tóxicos e novas combinações dos domínios tóxicos com as regiões que mediam a secreção e o processamento da proteína ou a seleção da célula alvo. Esses fenômenos fazem das toxinas alvos interessantes para o estudo de novos mecanismos de ação tóxica e dos mecanismos evolutivos que atuam na sua origem e diversificação. Neste projeto, propomos estudar, pela aplicação de métodos de genômica comparativa, toxinas que atuam como Tfes (do inglês "Type four secretion system associated effectors"). Nossos objetivos são: (i) identificar e classificar novos domínios efetores de toxinas e antitoxinas associados ao sistema secretório do tipo IV, (ii) entender os processos envolvidos na evolução desses domínios, (iii) empregar métodos de análise de contexto genômico para gerar hipóteses sobre os mecanismos de atividade das toxinas e antitoxinas identificadas e (iv) validar experimentalmente as funções e interações moleculares para algumas das toxinas e antitoxinas identificadas. Nossas análises irão, portanto, revelar novas toxinas e antitoxinas, com potencial para a descoberta de novos mecanismos de ação e de lançar luz sobre a competição entre diferentes espécies de bactérias. (AU)

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Publicações científicas (7)
(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)
DE SOUZA, ANACLETO SILVA; DE FREITAS AMORIM, VITOR MARTINS; GUARDIA, GABRIELA D. A.; DOS SANTOS, FILIPE F.; ULRICH, HENNING; GALANTE, PEDRO A. F.; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; GUZZO, CRISTIANE RODRIGUES. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Variants of Concern: A Perspective for Emerging More Transmissible and Vaccine-Resistant Strains. Viruses-Basel, v. 14, n. 4, p. 21-pg., . (18/07366-4, 20/06091-1, 19/00195-2, 16/09047-8, 20/14158-9, 20/04680-0, 17/18246-7, 17/19541-2, 18/15579-8)
DE SOUZA, ANACLETO SILVA; DE FREITAS AMORIM, VITOR MARTINS; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; GUZZO, CRISTIANE RODRIGUES. Molecular dynamics simulations of the spike trimeric ectodomain of the SARS-CoV-2 Omicron variant: structural relationships with infectivity, evasion to immune system and transmissibility. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, v. N/A, p. 18-pg., . (20/04680-0, 21/00070-5, 19/00195-2, 16/09047-8)
DE SOUZA, ANACLETO SILVA; AMORIM, VITOR MARTINS DE FREITAS; GUARDIA, GABRIELA D. A.; DOS SANTOS, FELIPE R. C.; DOS SANTOS, FILIPE F.; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; JUVENAL, GUILHERME DE ARAUJO; HUANG, YIHUA; GE, PINGJU; JIANG, YINAN; et al. Molecular Dynamics Analysis of Fast-Spreading Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Variants and Their Effects on the Interaction with Human Angiotensin-Converting Enzyme 2. ACS OMEGA, v. 7, n. 35, p. 10-pg., . (20/06091-1, 17/18246-7, 17/19541-2, 20/04680-0, 19/00195-2, 16/09047-8, 18/15579-8, 18/07366-4, 20/14158-9)
SIBINELLI-SOUSA, STEPHANIE; HESPANHOL, JULIA T.; NICASTRO, GIANLUCCA G.; MATSUYAMA, BRUNO Y.; MESNAGE, STEPHANE; PATEL, ANKUR; DE SOUZA, ROBSON F.; GUZZO, CRISTIANE R.; BAYER-SANTOS, ETHEL. A Family of T6SS Antibacterial Effectors Related to L,D-Transpeptidases Targets the Peptidoglycan. CELL REPORTS, v. 31, n. 12, . (18/04553-8, 17/02178-2, 16/09047-8, 19/00195-2, 17/17303-7, 18/25316-4, 16/00458-5, 18/13819-1)
DE SOUZA, ANACLETO SILVA; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; GUZZO, CRISTIANE RODRIGUES. Quantitative structure-activity relationships, molecular docking and molecular dynamics simulations reveal drug repurposing candidates as potent SARS-CoV-2 main protease inhibitors. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, . (20/04680-0, 19/00195-2, 16/09047-8)
DE SOUZA, ANACLETO SILVA; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; GUZZO, CRISTIANE RODRIGUES. Quantitative structure-activity relationships, molecular docking and molecular dynamics simulations reveal drug repurposing candidates as potent SARS-CoV-2 main protease inhibitors. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, v. 40, n. 21, p. 18-pg., . (19/00195-2, 16/09047-8, 20/04680-0)
HESPANHOL, JULIA TAKUNO; SANCHEZ-LIMACHE, DANIEL ENRIQUE; NICASTRO, GIANLUCCA GONCALVES; MEAD, LIAM; LLONTOP, EDGAR ENRIQUE; CHAGAS-SANTOS, GUSTAVO; FARAH, CHUCK SHAKER; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; GALHARDO, RODRIGO DA SILVA; LOVERING, ANDREW L.; et al. Antibacterial T6SS effectors with a VRR-Nuc domain are structure-specific nucleases. eLIFE, v. 11, p. 26-pg., . (17/17303-7, 19/12234-2, 21/03400-6, 16/09047-8, 20/15389-4, 18/25316-4, 18/04553-8, 17/02178-2, 19/22715-8)

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