Construção e caracterização de micro-reatores da proteína clorocatecol 1,2-dioxigenase que utilizam domínios de baixa complexidade como adesivos moleculares

• Processo: 20/01152-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Antonio José da Costa Filho
• Beneficiário: Nathan Nunes Evangelista
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Atividade enzimática Caracterização molecular Catecol 1,2-dioxigenase Separação de fases Extração líquido-líquido Propriedades físico-químicas Microscopia Varredura diferencial de calorimetria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: clorocatecol 1 | Domínios de baixa complexidade | Microreatores | proteínas quimera | Separação de fases | 2-dioxigenase | Biofisica de proteínas

Resumo

Domínios de baixa complexidade (LCDs) são sequências de resíduos de aminoácidos com características estruturais peculiares e ainda pouco exploradas dentro da bioquímica e biofísica molecular. Sua dinâmica de interação é pouco conhecida, bem como suas funções, toxicidade e persistência durante a evolução. Sabe-se, porém, que, se usado como adesivo molecular em proteínas (chamadas, então, de proteínas quimera), os LCDs são capazes de promover separação de fases (aglomerados), como em gotículas (separação de fase líquido-líquido) ou em fase sólida (agregados irreversíveis). Estas fases formadas por quimeras podem ter suas superfícies químicas controladas, mantendo as propriedades físicas/químicas da proteína original. Essa estratégia permite uma quantidade grande de aplicações, como no tratamento de águas, engenharia de tecidos, desenvolvimento de vacinas, biossensores, engenharia de alimentos, dentre outras. Neste projeto, propomos o uso da enzima Clorocatecol 1,2-dioxigenase (1,2-CCD), que atua na degradação de compostos policíclicos aromáticos e, portanto, com potencial uso em mecanismos de bioremediação. A enzima será expressa e purificada com LCDs ligados à suas regiões N- e C-terminais, sendo tais LCDs derivados de sequências de baixa complexidade reportadas previamente na literatura e que se mostraram capazes de induzir separação de fase líquido-líquido. Para caracterizar as fases separadas formadas, haverá análises estruturais da proteína quimera formada, através de calorimetria diferencial de varredura (DSC), dicroísmo circular (CD) e atividade enzimática. Para a observação direta do processo de separação de fases, as técnicas de microscopia e de espalhamento dinâmico de luz (DLS) são as mais indicadas. Esperamos que o agregado formado por separação de fase da proteína quimera tenha potencial uso na degradação de compostos aromáticos.