Conectando aspectos estruturais e bioquímicos de peroxirredoxinas a processos de sinalização celular e controle de qualidade proteica

• Processo: 16/15849-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Luis Eduardo Soares Netto
• Beneficiário: Carlos Abrunhosa Tairum Junior
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07937-8 - Redoxoma, AP.CEPID
• Assunto(s): Peróxidos Peroxirredoxinas Elementos estruturais de proteínas Transdução de sinais Mutação Saccharomyces cerevisiae Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: peroxide | Peroxiredoxin | signaling | Thioredoxin | Estrutura e função de proteínas

Resumo

Peróxido de hidrogênio e outros peróxidos estão envolvidos em sinalização celular e, portanto, seus níveis são regulados de forma bastante sofisticada. Dentre os vários sistemas celulares capazes de decompor peróxidos, destacam-se as 2-Cys peroxirredoxinas (2-Cys Prx) que são peroxidases que utilizam um resíduo de cisteína altamente reativo (cisteína peroxidásica - CysP) para reduzir eficientemente uma ampla variedade de hidroperóxidos. A alta reatividade associada à sua grande abundância são propriedades compatíveis com as evidências de que as 2-Cys Prx atuam como sensores de peróxidos em várias células, seja de forma direta ou indireta pela interação com proteínas sinalizadoras (como quinases e fatores de transcrição) ou pela oxidação de Tiorredoxina (Trx). De fato, as 2-Cys Prx estão envolvidas em sinalização celular, estando relacionadas em processos como câncer, neurodegeneração, interação patógeno-hospedeiro, entre outros. Todavia, os mecanismos subjacentes a esse fenômeno não estão totalmente elucidados, em parte porque aspectos bioquímicos, cinéticos e estruturais relacionados às 2-Cys Prxs são ainda pouco claros. Entre outros aspectos complicadores, 2-Cys Prx podem sofrer transições estruturais entre dímeros, decâmeros ou estruturas de alto peso molecular durante o ciclo catalítico, dependendo do estado redox da CysP entre outros fatores. Essa variação estrutural tem influência direta nos processos de sinalização redox e de agregação proteica (o qual está relacionado com diversas patologias). Temos contribuído para esclarecer alguns desses aspectos, tendo identificado o papel de resíduos específicos. No presente projeto, o objetivo principal é investigar o impacto de mutações nesses resíduos de 2-Cys Prx no contexto celular. Nesse sentido, pretendemos utilizar linhagens delta_tsa1, delta_tsa2, delta_tsa1/tsa2 entre outras linhagens de levedura (Tsa1 e Tsa2 são duas Prx 2-Cys citosólicas de Saccharomyces cerevisiae) expressando 2-Cys Prxs com mutações em resíduos avaliados previamente in vitro, avaliando a oligomerização, superoxidação da CysP, estado redox de tiorredoxinas, além de efeitos sobre crescimento celular, suscetibilidade a hidroperóxidos e envelhecimento dentre outros. Alternativamente, pode ser utilizada a técnica de CRISPR para a obtenção dos mutantes. Como objetivos complementares, serão realizadas análises bioquímicas visando obter as constantes de redução de Tsa1 e mutantes por Trx, bem como realizar análises de mutações equivalentes com as 2-Cys Prx citosólicas de humanos (Prx1 e Prx2). Por fim, pretendemos realizar análises estruturais por meio de diversas técnicas como SAXS, crio-eletromicroscopia, cromatografia de exclusão molecular, cristalografia de raio-X, de modo a ter um maior entendimento de como as mutações afetam a estrutura das 2-Cys Prx. (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)

DE OLIVEIRA, MARCOS ANTONIO; TAIRUM, CARLOS A.; SOARES NETTO, LUIS EDUARDO; PIRES DE OLIVEIRA, ANA LAURA; ALEIXO-SILVA, ROGERIO LUIS; MONTANHERO CABRERA, VITORIA ISABELA; BREYER, CARLOS A.; DOS SANTOS, MELINA CARDOSO. Relevance of peroxiredoxins in pathogenic microorganisms. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 105, n. 14-15, JUL 2021. (20/00845-4, 17/06263-4, 13/07937-8, 20/02868-1, 16/15849-0, 11/13500-6, 17/19942-7, 19/04054-4)