Determinação da estrutura tridimensional, caracterização do substrato natural e localização celular de enzima tipo-luciferase (protoluciferase) de Zophobas morio

• Processo: 12/02161-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Vadim Viviani
• Beneficiário: Rogilene Aparecida Prado
• Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Enzimas Ligases Luciferases Bioluminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: AMP-CoA-ligases | Biofotônica | bioluminescência | enzima tipo-luciferases | Bioluminescencia

Resumo

Atualmente, graças aos métodos de sequenciamento de nova geração, o genoma e o transcriptoma de centenas de espécies estão disponíveis em bancos de dados e o número de sequencias geradas por esta nova tecnologia aumenta a cada dia. Entretanto, a interpretação destas informações não segue o mesmo passo. Ou seja, a elucidação da função dos genes continua sendo um desafio. Apesar da predição da função protéica de uma nova sequencia ser baseada na comparação com sequências de proteínas previamente caracterizadas e armazenadas em bancos de dados biológicos, a função específica de milhares de proteínas continua desconhecida. Um exemplo disso é a grande quantidade de enzimas tipo-luciferase de vaga-lumes anotadas para diversos organismos. As luciferases de besouros são enzimas que fazem parte da super-família das AMP/CoA ligases, enzimas que catalisam a ativação por adenilação e tioesterificação com CoA de uma ampla variedade de substratos carboxílicos. Recentemente clonamos dos túbulos de Malpighi de larvas de Zophobas (Tenebrionidae) a primeira enzima tipo-luciferase luminescente. Apesar de esta enzima ter sido clonada de um coleóptero não-luminescente e apresentar uma baixa identidade com as luciferases verdadeiras, ela apresentou uma fraca luminescência na presença de D-luciferina e MgATP, os substratos da reação bioluminescente dos besouros, com um pico em ~613 nm. Assim, esta enzima se tornou um bom modelo para estudo da origem e evolução estrutural luciferases, um dos temas mais intrigantes a respeito da bioluminescência. Apesar da caracterização cinética da luminescência desta enzima tipo-luciferase ter sido realizada, o substrato natural e sua função nos túbulos de Malpighi ainda continuam desconhecidos. Assim, o presente projeto tem como objetivo a identificação do substrato natural desta enzima, sua localização celular e a resolução de sua estrutura tridimensional. Os resultados obtidos por estes objetivos ajudarão na identificação da função desta enzima tipo-luciferase nos túbulos de Malpighi de besouros, ajudando também a determinar a função de outras enzimas tipo-luciferase. (AU)