Estudo estrutural de espirociclases envolvidas na biossíntese de policetídeos

• Processo: 21/01581-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Beneficiário: Luiz Alfredo Torres Sales
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/22109-9 - Caracterização Funcional de nigO e schU2: Revelando os Mecanismos Enzimáticos de Formação Espirocetal na Biossíntese de Nigericina e Calcimicina., BE.EP.DD
• Assunto(s): Biossíntese Biocatálise Produtos naturais Proteínas Enzimas Policetídeos Streptomyces Expressão heteróloga Cristalização Radiação síncrotron
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocatálise | ciclases | Cristalografia de Proteínas | Policetídeos | Produtos Naturais | Streptomyces | Biologia Estrutural de Proteínas

Resumo

A descoberta de novos metabólitos secundários é um desafio para os biotecnologistas devido ao surgimento de superbactérias e resistência a drogas. Diante disso, Streptomyces sp. têm sido amplamente estudado pela indústria farmacêutica no desenvolvimento de compostos com atividade biológica, como antibióticos, antitumorais e antivirais. Dentre os metabólitos biossintetizados por Streptomyces sp., temos os policetídeos que são produzidos por policetídeos sintases (PKSs) e modificados ou decorados por enzimas alfaiates que realizam as mais diversas reações. Nos últimos anos essas enzimas têm chamado a atenção tanto pelas suas peculiaridades como pelo seu potencial biotecnológico em biocatálise. Entre essas enzimas, recentemente foram caracterizadas as espirociclases que estão envolvidas na formação de sistemas espirocetais. Neste projeto realizaremos estudos estruturais de espirociclases presentes em agrupamento gênicos de policetídeos em que as bases estruturais dos seus enovelamentos e dos seus mecanismos catalíticos ainda não são conhecidas. Para isso, pretendemos obter essas enzimas através de expressão heteróloga, purificá-las por métodos de afinidade e gel filtração e submeter a ensaios de cristalização. Os cristais obtidos serão difratados utilizando radiação sincrotron e as estruturas serão resolvidas. As análises das estruturas poderão revelar novos mecanismos enzimáticos e moleculares envolvidos na formação de sistemas espirocetais em avermectinas, reveromicinas e poliéteres ionóforos. Os achados desse projeto trará contribuições significativas no entendimento da área de biossíntese de produtos naturais e biocatálise, visando a produção de novos antibióticos ou antitumorais. (AU)