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Desenvolvimento de métodos para elucidação de estruturas cristalográficas e estudos estruturais do mecanismo tóxico de fosfolipases A2 homólogas de veneno de serpente

Processo: 16/24191-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2017
Vigência (Término): 30 de novembro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Marcos Roberto de Mattos Fontes
Beneficiário:Rafael Junqueira Borges
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):17/13485-3 - Desenvolvimento e distribuição do SEQUENCE SLIDER: um multi-avaliador de cadeias laterais aplicado a toxinologia e ao faseamento, BE.EP.PD
Assunto(s):Fosfolipases A2   Cristalografia

Resumo

A maioria dos acidentes ofídicos na América Latina são provocados por serpentes do gênero Bothrops, sendo uma de suas consequências, a necrose muscular, não neutralizada pela administração do soro antiofídico. Fosfolipases A2 homólogas (homPLA2s) são geralmente abundantes no veneno botrópico e uma das toxinas responsáveis pela necrose muscular. HomPLA2s são miotóxicas pela capacidade de perturbar membrana celular através de um mecanismo não catalítico não totalmente elucidado. Usualmente, estas toxinas são obtidas diretamente do veneno das serpentes, sendo sua purificação um desafio pela coexistência de diferentes isoformas. Cristais destas amostras podem conter espécies heterogêneas não totalmente caracterizadas. Abordaremos esta questão propondo um algoritmo, chamado de SEQUENCE SLIDER (SLIDER), que avalie diferentes possibilidades de sequências contra dados cristalográficos. Calibraremos este algoritmo com os dados disponíveis de homPLA2s no banco de dados e o aplicaremos a elucidação de estruturas desconhecidas. Ademais, o cenário de incerteza da sequência é imediatamente aplicável ao programa de faseamento ARCIMBOLDO ao tratar dados de resolução mais baixa que o seu escopo usual de 2,0 Å. Desenvolveremos SLIDER para aumentar os modelos parciais do ARCIMBOLDO, comumente compostos de polialanina, incorporando cadeias laterais e estendendo este método de faseamento a mais baixas resoluções. Por outro lado, avaliando as estruturas cristalográficas de homPLA2s, relacionaremos sua flexibilidade oligomérica ao seu mecanismo ação, visto que sua configuração dimérica e seus resíduos expostos são essenciais à miotoxicidade. Avaliaremos também esta flexibilidade através de análises de Modos Normais de baixa frequência, já que estes podem descrever movimentos reais relacionados com propriedades biológicas fundamentais. Para tanto, estabeleceremos a relação entre a exposição destes resíduos importantes, o movimento natural entre monômeros e o rompimento da membrana. Desta forma, os objetivos deste projeto são de desenvolver e implementar um novo algoritmo que auxilie na elucidação de estrutura de toxinas e de relacionar mecanismo de ação de homPLA2s à sua flexibilidade estrutural. (AU)

Publicações científicas (6)
(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)
SALVADOR, GUILHERME H. M.; BORGES, RAFAEL J.; EULALIO, MICAELA M. C.; DOS SANTOS, LUCILENE D.; FONTES, MARCOS R. M. Biochemical, pharmacological and structural characterization of BmooMP-I, a new P-I metalloproteinase from Bothrops moojeni venom. Biochimie, v. 179, p. 54-64, DEC 2020. Citações Web of Science: 0.
CHI, JORDI; COVA, MARTA; DE LAS RIVAS, MATILDE; MEDINA, ANA; BORGES, RAFAEL JUNQUEIRA; LEIVAR, PABLO; PLANAS, ANTONI; USON, ISABEL; HURTADO-GUERRERO, RAMON; IZQUIERDO, LUIS. Plasmodium falciparum Apicomplexan-Specific Glucosamine-6-Phosphate N-Acetyltransferase Is Key for Amino Sugar Metabolism and Asexual Blood Stage Development. MBIO, v. 11, n. 5 SEP-OCT 2020. Citações Web of Science: 0.
RICHARDS, LOGAN S.; MILLAN, CLAUDIA; MIAO, JENNIFER; MARTYNOWYCZ, MICHAEL W.; SAWAYA, MICHAEL R.; GONEN, TAMIR; BORGES, RAFAEL J.; USON, ISABEL; RODRIGUEZ, JOSE A. Fragment-based determination of a proteinase K structure from MicroED data usingARCIMBOLDO_SHREDDER. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY, v. 76, n. 8, p. 703-712, AUG 1 2020. Citações Web of Science: 0.
BOLDRINI-FRANCA, JOHARA; PINHEIRO-JUNIOR, ERNESTO LOPES; PEIGNEUR, STEVE; PUCCA, MANUELA BERTO; CERNI, FELIPE AUGUSTO; BORGES, RAFAEL JUNQUEIRA; COSTA, TASSIA RAFAELLA; IMAI CARONE, SANTE EMMANUEL; DE MATTOS FONTES, MARCOS ROBERTO; SAMPAIO, SUELY VILELA; ARANTES, ELIANE CANDIANI; TYTGAT, JAN. Beyond hemostasis: a snake venom serine protease with potassium channel blocking and potential antitumor activities. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1 MAR 11 2020. Citações Web of Science: 1.
BORGES, RAFAEL JUNQUEIRA; MEINDL, KATHRIN; TRIVINO, JOSEP; SAMMITO, MASSIMO; MEDINA, ANA; MILLAN, CLAUDIA; ALCORLO, MARTIN; HERMOSO, JUAN A.; FONTES, MARCOS ROBERTO DE MATTOS; USON, ISABEL. SEQUENCE SLIDER: expanding polyalanine fragments for phasing with multiple side-chain hypotheses. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY, v. 76, n. 3, p. 221-237, MAR 1 2020. Citações Web of Science: 0.
MEDINA, ANA; TRIVINO, JOSEP; BORGES, RAFAEL J.; MILLAN, CLAUDIA; USON, ISABEL; SAMMITO, MASSIMO D. ALEPH: a network-oriented approach for the generation of fragment-based libraries and for structure interpretation. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY, v. 76, n. 3, p. 193-208, MAR 1 2020. Citações Web of Science: 2.

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