Caracterização do domínio extracelular da serina/treonina quinase PknF de Mycobacterium tuberculosis e implicações funcionais

• Processo: 21/10565-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Andrea Balan Fernandes
• Beneficiário: Natalia Von Staa Mansur
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Tuberculose Fosforilação de proteínas Serina Ligantes Dicroísmo circular Mycobacterium tuberculosis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: domínio sensor extracelular | ligantes | Mycobacterium tuberculosis | pknF | serina | treonina quinase | Tuberculose | Biologia estrutural de proteínas

Resumo

Mycobacterium tuberculosis apresenta onze serina/treonina quinases, das quais PknF tem sido associada à regulação do transportador do tipo ABC (ATP-Binding Cassette) Rv1747, cuja função ainda é desconhecida. PknF apresenta dois domínios conectados por uma hélice transmembrana, o domínio extracelular (sensor, ePknF) e o domínio intracelular (catalítico, cPknF). Diferentemente de outros transportadores ABC canônicos que consistem de duas permeases transmembranares e duas ATPases citoplasmáticas, o Rv1747 contém dois domínios adicionais do tipo Fork-Head Associated (FHA1 e FHA2) conectados por uma região de 150 aminoácidos não estruturada (linker). Diferentes estudos mostraram que cPknF ativa o transportador ao fosforilar dois resíduos de treonina (T152 e T210) presentes no linker, além de ter sido associada à redução da captação de glicose e síntese de ácido micólico pelo bacilo, ambas respostas características do processo de infecção e latência no macrófago. Em trabalho do grupo, resolvemos a estrutura do domínio catalítico e mostramos que a fosforilação dos resíduos de treonina no linker entre os domínios FHA, promovida por cPknF, promove a oligomerização dos domínios, mudanças estruturais significativas, e consequente ativação do transportador. Também verificamos que a atividade de cPknF está relacionada ao estado dimérico, o que em outros trabalhos com quinases semelhantes, está relacionada ao papel sensorial do domínio extracelular. Considerando o papel intrigante que a atividade de PknF tem sobre a infecção do bacilo e a carência de dados sobre os mecanismos de ativação do transportador, este projeto visa a caracterização estrutural do domínio ePknF e a compreensão dos possíveis estímulos celulares que levam à dimerização e ativação da quinase. Como metodologia, serão utilizadas ferramentas de bioinformática, expressão e purificação do domínio para estudos biofísicos visando identificar possíveis moléculas ligadoras, como dicroísmo circular, ensaios de deslocamento térmico e ensaios de pulldown.(AU)