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

Processo: 15/06814-5
Linha de fomento: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 no Exterior: 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 (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

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)