Caracterização estrutural do complexo de membrana interno do sistema de secreção do tipo IV de Xanthomonas citri

• Processo: 19/21986-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 04 de janeiro de 2020
• Vigência (Término): 03 de janeiro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Shaker Chuck Farah
• Beneficiário: Bruno Yasui Matsuyama
• Supervisor: Raymond John Owens
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Oxford, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 16/00458-5 - Caracterização estrutural e funcional de sistemas de secreção do tipo IV de Xanthomonas citri., BP.PD
• Assunto(s): Xanthomonas citri Sistemas de secreção tipo IV Biologia estrutural Microscopia eletrônica de transmissão Cristalografia de raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: transmission electron microscopy | Type IV secretion system | Xanthomonas citri | X-ray Crystallography | Structural Biology

Resumo

Bactérias usam diferentes sistemas de secreção para o transporte de proteínas para outras bactérias, células eucarióticas ou para secreção para o meio extracelular. Entre eles, o sistema de secreção do tipo IV, T4SS, talvez seja o mais versátil, estando presente tanto em bactérias Gram-positivas quanto Gram-negativas, sendo capaz de transportar complexos proteína-DNA, de forma a mediar a transferência horizontal de genes, um importante mecanismo para a evolução molecular. T4SSs também são importantes fatores de virulência, usados por algumas bactérias para liberar toxinas na célula hospedeira, tais como Agrobacterium tumefaciens, Legionella pneumophila, Helicobacter pylori e Brucella suis. Nos últimos anos, nosso grupo mostrou que Xanthomonas citri, (e algumas outras espécies da família das Xanthomonadaceae, incluindo a clinicamente relevante Stenotrophomonas spp) possuem um T4SS atípico capaz de matar outras espécies bacterianas através da secreção de toxinas. Xanthomonas citri é de interesse econômico, por ser responsável pelo cancro cítrico, uma doença que afeta os citrus caracterizada por lesões nas folhas e perda de produtividade e na qualidade dos frutos. O T4SS apresenta um complexo proteico associado a membrana externa com um eixo de simetria de ordem 14, composto por VirB7, VirB9 e VirB10, que conectam, por uma haste flexível, com o complexo de membrana interno, composto pelo domínio N-terminal de VirB10, VirB3, VirB4, VirB6, VirB8, VirB11 e VirD4. Apesar do sucesso de nosso grupo em resolver a estrutura do complexo associado a membrana externa, o complexo associado a membrana interna se mostrou muito mais difícil para os estudos estruturais, talvez por sua natureza dinâmica e múltiplos modos de interação de seus componentes, todos sendo proteínas integrais ou periféricas de membrana. O principal objetivo do projeto BEPE é expressar, purificar e obter informações estruturais a respeito do sistema T4SS da membrana interna, e de seus componentes individualmente. No momento nenhuma estrutura a alta resolução foi resolvida para o complexo de membrana interno do T4SS, apesar de algumas porções dos componentes individuais, de outros organismos, foram resolvidos por cristalografia. Esperamos que abordando essas linhas de investigação nos levaram a um melhor entendimento do mecanismo do T4SS assim como suas outras funções de secreção. Esses estudos apresentam o potencial de fornecer a base para desenvolvimento de novos fármacos antibacterianos e para protocolos de bioremediação. (AU)