Estudos sobre as toxinas do sistema de secreção tipo IV (X-Tfes) e antitoxinas (XTfis)

• Processo: 21/08683-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Shaker Chuck Farah
• Beneficiário: Daniela Thais Zapata Sifuentes
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/17303-7 - Estrutura e função de sistemas de secreção bacterianas, AP.TEM
• Assunto(s): Microbiologia Toxinas Antitoxinas Sistemas de secreção tipo IV Xanthomonas citri
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antitoxinas | Sistema de Secreção Tipo IV | Toxinas | Xanthomonas citri | Microbiología

Resumo

As toxinas X. citri (chamadas XVIPs ou X-Tfes) são altamente diversas em tamanho e arquitetura (fig. 9 do projeto temático principal), mas todas têm um domínio C-terminal conservado, denominado XVIPCD, que é necessário para sua interação com a proteína de acoplamento VirD4 (Alegria et al., 2005). Dez das treze proteínas mostradas na figura 9 parecem ser toxinas potencialmente genuínas, uma vez que, além do XVIPCD, elas têm domínios N-terminais que variam em comprimento de 100 a 700 aminoácidos. Curiosamente, a análise bioinformática mostra que sete Xac X-Tfes (XAC0096, XAC0466, XAC0574, XAC1918, XAC2609, XAC2885 e XAC3634) estão previstos para exercer seus efeitos tóxicos atuando dentro do periplasma como proteínas de ligação a peptidoglicano (PG), PG glicosglicoses, transglicoses líticas , PG peptidases ou lipases (fig. 9, topo, do projeto temático principal). Além disso, os genes dessas sete proteínas são encontrados a jusante para, e potencialmente co-transcritos com, genes que codificam para lipoproteínas periplasmáticas, caracterizadas por uma lipoproteína sinalizadora prevista de peptídeos e lipobox (fig. 9, no topo, do projeto temático principal). Três dessas lipoproteínas mostraram inibir as atividades de seus X-Tfes cognatos (Souza et al., 2015) e resultados não publicados de nosso laboratório). A deleção simultânea de dois ou três pares XTfe/X-Tfi produz uma célula Xac com letalidade reduzida que requer muito mais tempo para matar células de E. coli (figura 9, parte inferior do projeto temático principal). As atividades de muitos X-Tfes podem ser previstas por análise de bioinformática. No entanto, essas previsões devem ser confirmadas por ensaios enzimáticos. Além disso, as atividades inibitórias de seus inibidores cognatos (X-Tfis) também devem ser demonstradas experimentalmente. Esses ensaios serão realizados in vitro utilizando proteínas recombinantes purificadas e, em alguns casos, in vivo pela observação dos efeitos de nocautes genéticos e mutações nos genes que codificam para X-Tfes e X-Tfis específicos. Embora tenhamos sido capazes de determinar as estruturas cristalinas de três antitoxinas (X-Tfis) - XAC2610, XAC0573 e XAC2884 - não pudemos determinar as estruturas de toxinas (X-Tfes) ou complexos de toxina/antitoxina. Essa dificuldade provavelmente se deve à presença de regiões não estruturadas nas toxinas que podem facilitar sua translocação. A fim de aumentar as chances de cristalização bem-sucedida, produziremos versões truncadas desses X-Tfes que são limitadas a seus domínios catalíticos. (AU)