Estudo das propriedades de interação da PHOSPHO1 e da Esfingomielinase com sistemas modelos de membrana

• Processo: 21/02768-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Ana Lara Nanzer dos Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/08568-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica, AP.TEM
• Assunto(s): Química de macromoléculas Esfingomielina fosfodiesterase Atividade enzimática Materiais biomiméticos Calcificação fisiológica Hidroxiapatita Mineralização Biomineralização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: esfingomielinase | Langmuir | Matriz Vesicles mimetic models | Mineralização | Phospho1 | surface interactions | Química de Macromoléculas

Resumo

A solicitação inicial de bolsa de iniciação científica previa execução por 48 meses, porém foram aprovados 12 meses apenas. Desta forma, o presente plano foi adaptado para o período concedido. O processo de biomineralização consiste no acúmulo de mineral constituído principalmente por íons de fosfato e cálcio que formam um sal de fosfato de cálcio, cuja estrutura se transforma em hidroxiapatita. Este processo é mediado por osteoblastos, células que são responsáveis pelo início do processo de biomineralização, mediado pela liberação de vesículas da matriz (MVs). Estas vesículas surgem por brotamento das superfícies das células e são secretadas no local específico do início da biomineralização na matriz do tecido ósseo. MVs contém altas concentrações de íons Ca2+ e fosfato inorgânico (Pi), proporcionando um microambiente adequado para a formação inicial e propagação dos cristais de hidroxiapatita. Especial atenção deve ser dada a algumas proteínas presentes nas MVs como as Anexinas. Nosso laboratório vem estudando a atuação da PHOSPHO1, enzima encontrada no interior das MVs responsável principalmente pela hidrólise de fosfocolina e fosfoetanolamina. A fosfocolina é originada pela ação de uma esfingomielinase (Smpd3) e, portanto, tais proteínas também podem regular a formação de apatitas no lúmen das MVs, atuando assim diretamente no processo de mineralização óssea. Entretanto ainda existem muitas duvidas sobre a possível associação e atuação na interface, bem como a sua real função. Pretendemos estudar, neste projeto de IC, especificamente o efeito do pH e de íons cálcio no processo de incorporação da PHOSPHO1 e Smpd3 em monocamadas e bicamadas lipídicas. Para isso, serão otimizados os métodos para preparo de monocamadas de forma interações proteína/proteína e proteína/lipídeo regulam e modulam o processo de formação dos primeiros minerais na interface. Essas informações serão essenciais para construção dos melhores modelos biomiméticos de MVs (i.e., composição otimizada para atividade enzimática e formação de mineriais).