Estudos estrutura-função da regulação de RelA em resposta à carência nutricional

• Processo: 15/19183-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Frederico José Gueiros Filho
• Beneficiário: Ashwana Devi Fricker
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Biologia molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: (p)ppGpp | RelA | Stringent response | Biologia Molecular

Resumo

Os antibióticos são as armas da guerra antibacteriana. No início de 1900, o antibiótico penicilina foi a primeira arma usada para controlar infecções bacterianas em humanos. Desde então, o uso e abuso de antibióticos levou à seleção de várias cepas de bactérias resistentes. Uma maneira das bactérias tornarem-se resistentes a antibióticos sem requerer a incorporação de um gene de resistência é por meio da resposta estringente. Esta resposta a estresses é regulada por uma pequena molécula chamada de (p)ppGpp. Altos níveis de (p)ppGpp causam a regulação negativa da transcrição, tradução, replicação de DNA, e regulação positiva da motilidade, produção de biofilme, e virulência. Em organismos Gram positivos, incluindo tanto patógenos e não-patógenos, os níveis de (p)ppGpp são regulados por uma proteína (RelA) bifuncional que é uma sintetase/ hidrolase com um domínio de regulação. Bacillus subtilis é um modelo de estudo para organismos Gram positivos e contém duas sintetases menores, YjbM e YwaC que também afetam os níveis celulares de (p)ppGpp. Estas sintetases menores tem homologia com o domínio sintetase de RelA, no entanto, o domínio de regulatório de RelA ainda não foi bem caracterizado. Além disso, embora seja claro que RelA é regulada por sinais metabólicos em resposta à falta de metabólitos importantes, o mecanismo exato pelo qual isto ocorre ainda não é conhecido. Portanto, dois objetivos do presente trabalho são caracterizar os domínios de RelA de B. subtilis tanto por deleção de domínios inteiro como por mutagênese aleatória global. B. subtilis também será usado como um sistema heterólogo para a caracterização das proteínas RelA de organismos patogênicos de espécies filogeneticamente diversas. Os conhecimentos da relação estrutura-função reunidos neste estudo devem pavimentar o caminho para o desenvolvimento de moléculas pequenas capazes de serem usadas em conjunto com antibióticos para prevenir a evolução de bactérias resistentes.