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

• Processo: 15/06814-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2015
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Maytê Bolean Correia
• Supervisor: Marc Hoylaerts
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Leuven, Leuven (KU Leuven), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 14/00371-1 - Interações entre colágeno e proteínas/enzimas presentes nas vesículas da matriz são responsáveis pelo controle do processo de biomineralização?, BP.PD
• Assunto(s): Biomineralização Fosfatase alcalina Anexina A5 Lipossomos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anexina V | biomineralização | fosfatase alcalina | lipossomo | proteoliposomo | vesículas da matrix | Biomineralização

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 nucleotídeo pirofosfatase/fosfodiesterase-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. (AU)

Publicações científicas

(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)

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)

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)

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)