Estudos estruturais e funcionais de receptores de c-di-GMP transmembranares envolvidos em virulência e formação de biofilmes bacterianos

• Processo: 12/01711-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2012
• Data de Término da vigência: 19 de fevereiro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Marcos Vicente de Albuquerque Salles Navarro
• Beneficiário: Flávio Rodolfo Rosseto
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/13238-0 - Estudos estruturais e funcionais de proteínas envolvidas em vias de sinalização celular mediadas por c-di-GMP, AP.JP
• Assunto(s): Cristalografia de proteínas Ressonância paramagnética eletrônica Diguanilato cíclico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofilme Bacteriano | c-di-gmp | Clonagem e expressão heteróloga | epr | proteína de membrana | Cristalografia de Proteínas

Resumo

A formação de biofilmes bacterianos é um fenômeno bem conhecido, caracterizado pela formação de uma comunidade bacteriana estática, embebida em uma matriz exopolimérica. No entanto, apenas recentemente esse processo tem sido elucidado em nível molecular, revelando uma nova molécula sinalizadora, c-di-GMP, como um regulador chave da mobilidade, adesão celular e síntese da matriz exopolissacarídica do biofilme. Os domínios proteicos que catalisam a síntese (GGDEF) e degradação (EAL e HD-GYP) de c-di-GMP tem sido identificados em grande quantidade quase em todos os genomas bacterianos sequenciados até hoje. Juntamente com as enzimas responsáveis pela biossíntese de c-di-GMP, um amplo espectro de receptores de c-di-GMP também tem sido identificado. Estes incluem fatores de transcrição, FleQ e VpsT, domínios PilZ, "riboswitches" e domínios GGEDF e EAL degenerados. Nesta última classe encontra-se a proteína LapD de Pseudomonas fluorescens, um receptor transmembranar de c-di-GMP essencial para formação de biofilme sob condições de estresse nutricional. LapD é uma proteína transmembranar com um domínio de interação periplasmático (DP), seguido de uma única hélice transmembranar (TM) e domínios HAMP, GGDEF e EAL degenerados na porção citoplasmática. A ligação de c-di-GMP ao domínio degenerado EAL aumenta a afinidade de DP pela protease periplasmática LapG, prevenindo que a adesina LapA seja degradada, o que estabiliza o biofilme. Estudos demonstraram parcialmente o mecanismo de funcionamento de LapD, no entanto uma série de características funcionais sobre essa sub-família de proteínas com arquitetura DP-TM-HAMP-GGEDF-EAL ainda precisam ser elucidadas. Nesse sentido, este projeto tem como objetivo principal a determinação estrutural e estudos biofísicos de mudanças conformacionais da proteínas PA14_45930 de P. aeruginosa (homólogo de LapD) e STM3615 de Salmonela enterica, uma proteína com mesma arquitetura de LapD e provavelmente envolvida em invasão celular e virulência. Utilizando principalmente as técnicas de cristalografia de proteínas e ressonância paramagnética eletrônica pulsada, pretende-se elucidar os mecanismos moleculares dessas proteínas na transdução de sinal envolvida em formação de biofilme e virulência. Dada à ausência de c-di-GMP em eucariotos, as vias de sinalização mediadas por essa molécula representam uma ótima oportunidade para o desenvolvimento de novas terapias contra infecções crônicas, sendo que o estudo proposto nesse projeto aumentará nosso compreensão das bases moleculares controlando virulência e formação de biofilmes bacterianos.

Publicações acadêmicas

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

ROSSETO, Flávio Rodolfo. Estudos estruturais e funcionais de STM3615 de Salmonella enterica: uma proteína contendo ambos os domínios GGDEF-EAL envolvidos na biossíntese de c-di-GMP. 2016. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC/BT) São Carlos.