Estudo da estabilidade oligomérica da hemoglobina extracellular gigante de Glossoscolex paulistus (HbGp) na presença de agentes caotrópicos, surfactantes e caracterização das subunidades.

• Processo: 09/17261-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2010
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Marcel Tabak
• Beneficiário: Francisco Adriano de Oliveira Carvalho
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agentes caotrópicos | desnaturação de proteínas | efeitos surfactantes | HbGp | hemoglobina gigante | subunidades | Espectroscopias óticas, Ressonância Magnética, Espalhamento de raios X de baixo ângulo (SAXS).

Resumo

hemoglobina extracelular gigante do anelídeo Glossoscolex paulistus (HbGp) pertenceà classe de hemoglobinas que constitui o ápice de complexidade em sistemas quecarregam oxigênio. Esta hemoglobina apresenta uma massa molecular de 3.6 MDadeterminada recentemente por ultracentrifugação analítica. A sua estrutura quaternáriaapresenta 144 cadeias com grupo heme (globinas) e 36 cadeias sem grupo heme (linkers),demonstrando alta cooperatividade, grande estabilidade oligomérica e significativacapacidade de re-associação. Estes sistemas são alvos de estudos em várias partes domundo, sendo um campo ainda muito fértil, no estudo da biofísica e bioquímica destamolécula. Esta hemoglobina dissocia-se em pH alcalino, ácido e na presença desurfactantes, originando subunidades menores. Estudos de ultracentrifugação analíticamostraram que em meio alcalino, várias espécies coexistem em solução. O presenteprojeto de Doutorado propõe o estudo da estabilidade oligomérica, dissociação e/oudesnaturação, da HbGp nas suas formas oxi, meta e cianometa na presença de agentescaotrópicos, uréia, cloridrato de guanidina e dimetil sofóxido, bem como o estudo porultracentrifugação da interação desta proteína com surfactantes (CTAC e SDS), em pHneutro e a temperatura ambiente. A caracterização e sequenciamento das subunidades porespectrometria de massas proposto neste trabalho permitirão uma melhor avaliação destamacromolécula, tanto em nível de estrutura primária quanto ao oligômero como um todo.Além, disso poderemos avaliar quais são as principais estruturas, e interaçõesresponsáveis pela alta estabilidade desta molécula. Estes estudos nos permitirão avaliaros mecanismos de dissociação e re-associação, possibilitando aprofundar a compreensãoda estequiometria das subunidades do oligômero da proteína, avaliando a estabilidade daproteína nativa, bem como sua estabilidade frente a processos de oxidação do heme. Paraalcançar estes objetivos propõe-se o uso de diversas técnicas espectroscópicas e decaracterização: espectroscopia de massa, cromatografia de gel filtração, absorção ótica,emissão de fluorescência e dicroísmo circular, assim como a técnica estrutural, deultracentrifugação analítica. O uso do conjunto de técnicas proposto deverá contribuirpara um salto qualitativo importante no conhecimento e caracterização destahemoglobina gigante que vem sendo estudada no nosso grupo há vários anos.

Publicações científicas

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(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)

CARVALHO, FRANCISCO ADRIANO O.; CARVALHO, JOSE WILSON P.; ALVES, FERNANDA ROSA; TABAK, MARCEL. pH effect upon HbGp oligomeric stability: characterization of the dissociated species by AUC and DLS studies. International Journal of Biological Macromolecules, v. 59, p. 333-341, AUG 2013. (09/17261-6, 11/09863-6, 10/09719-0)

CARVALHO, FRANCISCO A. O.; CARVALHO, JOSE W. P.; BIAZIN, EZER; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. Characterization of Rhinodrilus alatus hemoglobin (HbRa) and its subunits: Evidence for strong interaction with cationic surfactants DTAB and CTAC. COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY B-BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY, v. 167, p. 23-29, JAN 2014. (09/17261-6, 10/09719-0)

CARVALHO, JOSE WILSON P.; CARVALHO, FRANCISCO A. O.; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. Thermal denaturation and aggregation of hemoglobin of Glossoscolex paulistus in acid and neutral media. International Journal of Biological Macromolecules, v. 54, p. 109-118, MAR 2013. (09/17261-6, 10/09719-0)

CARVALHO, FRANCISCO A. O.; CARVALHO, JOSE WILSON P.; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. Urea-induced unfolding of Glossoscolex paulistus hemoglobin, in oxy- and cyanomet-forms: A dissociation model. International Journal of Biological Macromolecules, v. 52, p. 340-348, JAN 2013. (09/17261-6, 10/09719-0)

CARVALHO, JOSE WILSON P.; ALVES, FERNANDA ROSA; BATISTA, TATIANA; CARVALHO, FRANCISCO ADRIANO O.; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. Sodium dodecyl sulfate (SDS) effect on the thermal stability of oxy-HbGp: Dynamic light scattering (DLS) and small angle X-ray scattering (SAXS) studies. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 111, p. 561-570, NOV 1 2013. (09/17261-6, 11/09863-6, 10/09719-0)

CARVALHO, FRANCISCO ADRIANO O.; CARVALHO, JOSE WILSON P.; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. Further characterization of the subunits of the giant extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus (HbGp) by SDS-PAGE electrophoresis and MALDI-TOF-MS. Process Biochemistry, v. 46, n. 11, p. 2144-2151, NOV 2011. (09/17261-6, 10/09719-0)

CARVALHO, FRANCISCO ADRIANO O.; SANTIAGO, PATRICIA S.; TABAK, MARCEL. On the stability of the extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus, in two iron oxidation states, in the presence of urea. Archives of Biochemistry and Biophysics, v. 519, n. 1, p. 46-58, MAR 1 2012. (09/17261-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CARVALHO, Francisco Adriano de Oliveira. Estudo da estabilidade oligomérica da hemoglobina extracelular gigante de Glossoscolex paulistus (HbGp) na presença de agentes caotrópicos e caracterização das subunidades. 2013. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.