Estudos biofísicos e bioquímicos do complexo carreador de piruvato mitocondrial e ...
- Auxílios pontuais (curta duração)
| Processo: | 14/06954-9 |
| Linha de fomento: | Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado |
| Vigência (Início): | 01 de dezembro de 2014 |
| Vigência (Término): | 09 de janeiro de 2018 |
| Área do conhecimento: | Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas |
| Pesquisador responsável: | Andre Luis Berteli Ambrosio |
| Beneficiário: | Raghavendra Sashi Krishna Nagampalli |
| Instituição-sede: | Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil |
| Bolsa(s) vinculada(s): | 17/02391-8 - Determinação da estrutura tridimensional de MPC2 humano por cristalografia de proteínas - uma visão mecanística do transporte mitocondrial de piruvato, BE.EP.PD |
| Assunto(s): | Proteínas da membrana Biologia estrutural Cristalografia de proteínas Biofísica |
Resumo Piruvato é o produto final da glicólise citosólica e tem um número de destinos intracelulares possíveis, sendo o principal deles a internalização mitocondrial. O transporte de piruvato através da membrana mitocondrial é um passo crítico no metabolismo energético e biossintético. Apesar de serem previstas a mais de 40 anos, somente recentemente é que as proteínas necessárias para esta atividade foram identificadas. Duas proteínas associadas à membrana mitocondrial interna (IMM), chamadas de MPC1 e MPC2, foram identificadas como as componentes essenciais para formação do complexo do transporte de piruvato em levedura (S. cerevisiae), Drosophila e humanos. Estas proteínas são preditas como possuindo três hélices transmembrana, com cada subunidade pesando 15 kDa. No entanto, de acordo com os dados relatados, acredita-se que o complexo funcional (formado pelas subunidades MPC1 e MPC2) tenha um peso molecular total de 150 KDa, como estimado por eletroforese não-desnaturante, indicando a possibilidade de uma formação de decâmeros. Embora as proteínas envolvidas no transporte de piruvato foram identificadas, questões tais como qual é a estequiometria correta entre as subunidades, quais são os papeis individuais de cada uma no complexo e quais são os determinantes moleculares do transporte do piruvato não foram abordados até o momento. A fim de contribuir na elucidação destas questões, o presente projeto propõe as caracterizações bioquímicas e biofísicas, juntamente com a possível determinação da estrutura do complexo MPC. Considerando-se que MPC é um complexo transmembrana, é de se esperar sérias dificuldades na expressão, purificação e estudos estruturais do complexo. Para ultrapassar estas dificuldades, a expressão heteróloga em levedura será empregue como o sistema de expressão escolhido, o que pode ajudar na correta localização, enovelamento e estabilidade do complexo MPC. Além disso, a determinação do detergente ou mistura de detergentes, que irá interromper a organização das membranas plasmática e das organelas, sem comprometer a estrutura terciária da proteína, também necessita de ser determinado. Nesse contexto, durante o ano de 2013 nosso laboratório gerou um conjunto de resultados preliminares bastante positivos que suportam a viabilidade desta proposta. Estudos bioquímicos e biofísicos (ultracentrifugação analítica, calorimetria por titulação isotérmica, ressonância plasmônica de superfície e microscopia eletrônica por coloração negativa ou em condições criogênicas) serão realizados no complexo MPC purificado, a fim de determinar o seu peso molecular e a estequiometria exacta e arquitetura geral. Como é frequentemente no caso produção de proteinas complexas em sistemas heterólogos, assim como para aumentar as chances de sucesso na cristalização, a escolha da construção correta é a chave entre o sucesso e o fracasso. Assim, genes sintéticos do complexo (MPC1 e MPC2) de dez organismos diferentes já foram comprados. Os estudos planejados e ensaios de cristalização serão realizados para as construções mais promissoras, seguido pela determinação da estrutura de cristal do complexo MPC. O projeto proposto, uma vez concluído com êxito tem um potencial para fornecer informações valiosas na compreensão primária dos mecanismos inerentes ao transporte do piruvato citosólico através da membrana mitocondrial. | |