Interações entre colágeno e proteínas/enzimas presentes nas vesículas da matriz são responsáveis pelo controle do processo de biomineralização?

• Processo: 14/00371-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2014
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Maytê Bolean Correia
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/06814-5 - Interações entre colágeno e proteínas/enzimas presentes nas vesículas da matriz são responsáveis pelo controle do processo de biomineralização?, BE.EP.PD
• Assunto(s): Biomineralização Fosfatase alcalina Colágeno
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Annexina | Biomineralição óssea | colageno | fosfatase alcalina | proteolipossomo | Regulação | Interações lipídeo/proteína proteína/proteína

Resumo

O processo de biomineralização consiste no acúmulo de mineral constituído principalmente por íons de fosfato e cálcio que formam um sal de fosfato de cálcio, cuja estrutura se transforma em hidroxiapatita. Este processo é mediado por osteoblastos, células que são responsáveis pelo início do processo de biomineralização, mediado pela liberação de vesículas da matriz (MVs). Estas vesículas surgem por brotamento das superfícies das células e são secretadas no local específico do início da biomineralização na matriz do tecido ósseo. MVs contém altas concentrações de íons Ca2+ e fosfato inorgânico (Pi), proporcionando um microambiente adequado para a formação inicial e propagação dos cristais de hidroxiapatita. Especial atenção deve ser dada a algumas proteínas presentes nas MVs: Anexina V (AnxA5), fosfatase alcalina (TNAP) e nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase 1 (NPP1). Tais proteínas regulam a formação de cristais de fosfato de cálcio, atuando assim diretamente no processo de mineralização óssea.Dentre as anexinas, especificamente a Anexina V, uma proteína de ~35 kDa, é responsável pela formação de canais de cálcio através da associação desta proteína tanto com a face externa quanto interna da membrana das MVs. As anexinas também são responsáveis pela desorganização da membrana celular, que por sua vez resulta no processo de apoptose. A TNAP é uma fosfomonohidrolase inespecífica, capaz de hidrolisar monoésteres de fosfato, pirofosfato, diésteres de fosfato, bem como catalisar reações de transfosforilação. Está inserida à membrana plasmática das MVs por uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI) e é denominada "alcalina" por sua habilidade de efetuar estas reações de hidrólises de substratos mais eficientemente em pH acima do neutro (pH 8-11). Além disso, a TNAP tem um papel crucial em limitar a concentração de pirofosfato inorgânico extracelular (ePPi), um potente inibidor da mineralização, para manter uma razão Pi/PPi adequada para a mineralização óssea normal. A função primária da TNAP é degradar o ePPi, que é produzido ectoplasmicamente pela NPP1.Pretendemos estudar o envolvimento de proteínas (AnxA5, TNAP e NPP1), lipídios e colágeno (tipo II e X) no processo de biomineralização, empregando-se sistemas vesiculares de proteolipossomos, com o objetivo de formarmos sistemas miméticos de MVs e estudarmos como estas interações proteína/proteína e proteína/colágeno regulam e modulam o processo de mineralização mediado por MVs.

Publicações científicas

(8)

(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)

FAVARIN, B. Z.; BOLEAN, M.; RAMOS, A. P.; MAGRINI, A.; ROSATO, N.; MILLAN, J. L.; BOTTINI, M.; COSTA-FILHO, A. J.; CIANCAGLINI, P.. Lipid composition modulates ATP hydrolysis and calcium phosphate mineral propagation by TNAP-harboring proteoliposomes. Archives of Biochemistry and Biophysics, v. 691, SEP 30 2020. (17/08892-9, 14/00371-1, 18/12092-0, 15/06814-5)

GARCIA, A. F.; SIMAO, A. M. S.; BOLEAN, M.; HOYLAERTS, M. F.; MILLAN, J. L.; CIANCAGLINI, P.; COSTA-FILHO, A. J.. Effects of GPI-anchored TNAP on the dynamic structure of model membranes. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 17, n. 39, p. 26295-26301, 2015. (14/11941-3, 14/00371-1, 13/26088-1, 10/17662-8)

BOLEAN, MAYTE; BONIN, IVANA A.; SIMAO, ANA M. S.; BOTTINI, MASSIMO; BAGATOLLI, LUIS A.; HOYLAERTS, MARC F.; MILLAN, JOSE L.; CIANCAGLINI, PIETRO. Topographic analysis by atomic force microscopy of proteoliposomes matrix vesicle mimetics harboring TNAP and AnxA5. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1859, n. 10, p. 1911-1920, OCT 2017. (14/11941-3, 14/00371-1)

FAVARIN, B. Z.; ANDRADE, M. A. R.; BOLEAN, M.; SIMAO, A. M. S.; RAMOS, A. P.; HOYLAERTS, M. F.; MILLAN, J. L.; CIANCAGLINI, P.. Effect of the presence of cholesterol in the interfacial microenvironment on the modulation of the alkaline phosphatase activity during in vitro mineralization. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 155, p. 466-476, JUL 1 2017. (16/21236-0, 15/00345-3, 12/20946-3, 14/11941-3, 14/00371-1)

BOLEAN, MAYTE; IZZI, BENEDETTA; VAN KERCKHOVEN, SOETKIN; BOTTINI, MASSIMO; RAMOS, ANA PAULA; MILLAN, JOSE LUIS; HOYLAERTS, MARC F.; CIANCAGLINI, PIETRO. Matrix vesicle biomimetics harboring Annexin A5 and alkaline phosphatase bind to the native collagen matrix produced by mineralizing vascular smooth muscle cells. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS, v. 1864, n. 8, AUG 2020. (17/08892-9, 14/00371-1, 15/06814-5)

BOTTINI, MASSIMO; MEBAREK, SAIDA; ANDERSON, KAREN L.; STRZELECKA-KILISZEK, AGNIESZKA; BOZYCKI, LUKASZ; SPER SIMAO, ANA MARIA; BOLEAN, MAYTE; CIANCAGLINI, PIETRO; PIKULA, JOANNA BANDOROWICZ; PIKULA, SLAWOMIR; et al. Matrix vesicles from chondrocytes and osteoblasts: Their biogenesis, properties, functions and biomimetic models. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS, v. 1862, n. 3, p. 532-546, MAR 2018. (14/11941-3, 16/21236-0, 14/00371-1)

SPER SIMAO, ANA MARIA; BOLEAN, MAYTE; FAVARIN, BRUNO ZOCCARATTO; VESCHI, EKEVELINY AMABILE; TOVANI, CAMILA BUSSOLA; RAMOS, ANA PAULA; BOTTINI, MASSIMO; BUCHET, RENE; MILLAN, JOSE LUIS; CIANCAGLINI, PIETRO. Lipid microenvironment affects the ability of proteoliposomes harboring TNAP to induce mineralization without nucleators. JOURNAL OF BONE AND MINERAL METABOLISM, v. 37, n. 4, p. 607-613, JUL 2019. (14/11941-3, 16/21236-0, 14/00371-1, 17/08892-9)

VESCHI, EKEVELINY AMABILE; BOLEAN, MAYTE; STRZELECKA-KILISZEK, AGNIESZKA; BANDOROWICZ-PIKULA, JOANNA; PIKULA, SLAWOMIR; GRANJON, THIERRY; MEBAREK, SAIDA; MAGNE, DAVID; RAMOS, ANA PAULA; ROSATO, NICOLA; et al. Localization of Annexin A6 in Matrix Vesicles During Physiological Mineralization. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 21, n. 4, FEB 2020. (17/08892-9, 14/00371-1, 15/06814-5)