Estrutura e função dos peptídeos de fusão da glicoproteína spike do SARS-CoV

• Processo: 14/00206-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2014
• Vigência (Término): 30 de junho de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Antonio José da Costa Filho
• Beneficiário: Luís Guilherme Mansor Basso
• 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): 16/24452-6 - Determinação estrutural dos peptídeos de fusão da SARS por espectroscopia de ressonância magnética nuclear no estado sólido, BE.EP.PD
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Coronavirus Glicoproteína da espícula de Coronavirus Síndrome respiratória aguda grave Marcadores de spin Calorimetria Biofísica Ressonância magnética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: calorimetria | Dinâmica Molecular | Interação peptídeo-membrana | marcação de spin sítio dirigida | ressonância dupla elétron-elétron | Ressonância Magnética | Biofísica Molecular

Resumo

O domínio S2 da glicoproteína spike (S) do coronavírus (CoV) causador da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS) é responsável diretamente pela fusão das membranas celular e viral. Peptídeos de fusão (FP), segmentos relativamente hidrofóbicos localizados na região N-terminal da subunidade S2, desempenham papel crucial neste processo. Embora muita informação tenha sido obtida nos últimos anos, muitos aspectos do mecanismo molecular de fusão de membranas mediadas por glicoproteínas virais ainda não estão totalmente compreendidos. Especificamente, muitas questões concernentes à localização exata e à sequência dos peptídeos de fusão de coronavírus, assim como a estrutura, dinâmica e topologia dessas moléculas em bicamadas lipídicas ainda precisam ser respondidas. Neste projeto, pretendemos, portanto, empregar uma variedade de técnicas experimentais e computacionais para abordar tais questões sob diferentes perspectivas. Particularmente, estamos interessados em um estudo estrutural e funcional comparativo entre três sequências peptídicas originalmente sugeridas como candidatas a FPs da proteína S do SARS-CoV e seus correspondentes mutantes não-fusogênicos para entendermos o papel de cada segmento para a reação de fusão. Também é de nosso interesse obter uma caracterização termodinâmica completa da interação dos peptídeos wild type e seus respectivos mutantes com modelos de membranas biológicas. Tais informações também poderão ser determinadas via técnicas avançadas de dinâmica molecular, onde o perfil de energia livre de ligação, inserção e enovelamento dos peptídeos em bicamadas lipídicas pode ser obtido. O conhecimento da estrutura e da topologia em membranas desses importantes segmentos proteicos assim como a natureza das interações entre fosfolipídios e peptídeos de membranas são importantes para elucidar alguns dos passos do complexo e orquestrado mecanismo de fusão mediado pela glicoproteína viral. Adicionalmente, além de serem relevantes na estabilização e oligomerização da subunidade S2, o domínio transmembrana da proteína S do SARS-CoV também desempenha um papel fundamental no processo de fusão. No entanto, nenhuma explicação estrutural foi fornecida para a elucidação da função precisa desse domínio. Essa proposta tem como objetivo adicional, portanto, a determinação da estrutura, orientação e estado oligomérico deste segmento embebido em modelos de membranas biológicas. Com isto, pretendemos mapear em nível molecular as regiões de interesse para o processo de fusão de membranas, construindo, assim, uma descrição detalhada e ampla do fenômeno.

Publicações científicas

(12)

(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)

VICENTE, EDUARDO F.; SAHU, INDRA D.; CRUSCA, JR., EDSON; BASSO, LUIS G. M.; MUNTE, CLAUDIA E.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.; LORIGAN, GARY A.; CILLI, EDUARDO M.. HsDHODH Microdomain-Membrane Interactions Influenced by the Lipid Composition. Journal of Physical Chemistry B, v. 121, n. 49, p. 11085-11095, DEC 14 2017. (10/12953-4, 14/00206-0, 10/06526-6, 15/18390-5)

CRUSCA, JR., EDSON; MANSOR BASSO, LUIS GUILHERME; ALTEI, WANESSA FERNANDA; MARCHETTO, REINALDO. Biophysical characterization and antitumor activity of synthetic Pantinin peptides from scorpion's venom. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1860, n. 11, p. 2155-2165, NOV 2018. (14/18747-8, 14/00206-0)

SASTRE, DIEGO E.; BASSO, LUIS G. M.; TRASTOY, BEATRIZ; CIFUENTE, JAVIER O.; CONTRERAS, XABIER; GUEIROS-FILHO, FREDERICO; DE MENDOZA, DIEGO; NAVARRO, MARCOS V. A. S.; GUERIN, MARCELO E.. Membrane fluidity adjusts the insertion of the transacylase PlsX to regulate phospholipid biosynthesis in Gram-positive bacteria. Journal of Biological Chemistry, v. 295, n. 7, p. 2136-2147, FEB 14 2020. (16/05203-5, 15/21583-0, 14/00206-0, 14/13411-1)

SASTRE, DIEGO E.; PULSCHEN, ANDRE A.; BASSO, LUIS G. M.; PARIENTE, JHONATHAN S. BENITES; MARQUES NETTO, CATERINA G. C.; MACHINANDIARENA, FEDERICO; ALBANESI, DANIELA; NAVARRO, MARCOS V. A. S.; DE MENDOZA, DIEGO; GUEIROS-FILHO, FREDERICO J.. The phosphatidic acid pathway enzyme PlsX plays both catalytic and channeling roles in bacterial phospholipid synthesis. Journal of Biological Chemistry, v. 295, n. 7, p. 2148-2159, FEB 14 2020. (16/05203-5, 15/21583-0, 14/00206-0, 14/13411-1)

MENDES, LUIS F. S.; BASSO, LUIS G. M.; KUMAGAI, PATRICIA S.; FONSECA-MALDONADO, RAQUEL; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. Disorder-to-order transitions in the molten globule-like Golgi Reassembly and Stacking Protein. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS, v. 1862, n. 4, p. 855-865, APR 2018. (12/20367-3, 12/13309-7, 15/50366-7, 11/21767-2, 14/00206-0, 15/18390-5)

SCORTECCI, JESSICA F.; SERRAO, VITOR HUGO B.; FERNANDES, ADRIANO F.; BASSO, LUIS G. M.; GUTIERREZ, RAISSA F.; ARAUJO, ANA PAULA U.; NETO, MARIO O.; THIEMANN, OTAVIO H.. Initial steps in selenocysteine biosynthesis: The interaction between selenocysteine lyase and selenophosphate synthetase. International Journal of Biological Macromolecules, v. 156, p. 18-26, AUG 1 2020. (12/23730-1, 16/20977-7, 14/00206-0, 13/17791-0, 14/16005-4)

FELIZATTI, ANA P.; ZERAIK, ANA E.; BASSO, LUIS G. M.; KUMAGAI, PATRICIA S.; LOPES, JOSE L. S.; WALLACE, B. A.; ARAUJO, ANA P. U.; DEMARCO, RICARDO. Interactions of amphipathic alpha-helical MEG proteins from Schistosoma mansoni with membranes. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1862, n. 3, MAR 1 2020. (14/09361-9, 14/00206-0, 18/19546-7, 15/50347-2)

MANSOR BASSO, LUIS GUILHERME; ZERAIK, ANA ELIZA; FELIZATTI, ANA PAULA; COSTA-FILHO, ANTONIO JOSE. Membranotropic and biological activities of the membrane fusion peptides from SARS-CoV spike glycoprotein: The importance of the complete internal fusion peptide domain. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1863, n. 11, NOV 1 2021. (08/57910-0, 15/50366-7, 14/00206-0, 15/18390-5)

VIEIRA, ERNANNI D.; BASSO, LUIS G. M.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. Non-linear van't Hoff behavior in pulmonary surfactant model membranes. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1859, n. 6, p. 1133-1143, JUN 2017. (10/17662-8, 14/00206-0, 15/18390-5)

MICHELETTO, MARIANA C.; MENDES, LUIS F. S.; BASSO, LUIS G. M.; FONSECA-MALDONADO, RAQUEL G.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. Lipid membranes and acyl-CoA esters promote opposing effects on acyl-CoA binding protein structure and stability. International Journal of Biological Macromolecules, v. 102, p. 284-293, SEP 2017. (12/13309-7, 15/50366-7, 14/00206-0, 15/18390-5)

BASSO, LUIS G. M.; VICENTE, EDUARDO F.; CRUSCA, JR., EDSON; CILLI, EDUARDO M.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.. SARS-CoV fusion peptides induce membrane surface ordering and curvature. SCIENTIFIC REPORTS, v. 6, NOV 28 2016. (10/12953-4, 09/10997-7, 08/57910-0, 14/00206-0, 15/18390-5)

BALASCO SERRAO, VITOR HUGO; DE FREITAS FERNANDES, ADRIANO; MANSOR BASSO, LUIS GUILHERME; SCORTECCI, JESSICA FERNANDES; CRUSCA JUNIOR, EDSON; LOPES CORNELIO, MARINONIO; MONSON DE SOUZA, BIBIANA; PALMA, MARIO SERGIO; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; THIEMANN, OTAVIO HENRIQUE. The Specific Elongation Factor to Selenocysteine Incorporation in Escherichia coli: Unique tRNA(Sec) Recognition and its Interactions. Journal of Molecular Biology, v. 433, n. 23, NOV 19 2021. (13/17791-0, 14/00206-0, 12/15777-8, 12/23730-1, 14/16005-4, 98/14138-2)