Acoplamento das unidades catalítica e regulatória do proteassomo e a funcionalidade mitocondrial em levedura após mutações sítio-específicas na unidade catalítica do proteassomo

• Processo: 22/08453-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Marilene Demasi
• Beneficiário: Natália Mori Avellaneda Penatti
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Mitocôndrias Proteólise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biologia redox | mitocôndria | proteassomo | proteólise | Bioquímica

Resumo

O proteassomo é um complexo proteico de extrema importância para a homeostase celular, visto que é um dos principais mecanismos de proteólise intracelular. O proteassomo é constituído por uma unidade catalítica denominada 20S que, por vezes, pode estar acoplada a unidade regulatória 19S em uma das extremidades (formando o proteassomo 26S) ou em ambas (formando o proteassomo 30S). Quando associado a unidade regulatória 19S, seja na conformação 26S ou 30S, o proteassomo é capaz de reconhecer e de degradar proteínas previamente marcadas para catálise por uma longa cauda de poli-ubiquitina. Já na sua forma livre, a unidade catalítica 20S é responsável, principalmente, pela proteólise de substratos danificados por estresse oxidativo ou que apresentam sequências naturalmente desestruturadas. Sabe-se atualmente que o acoplamento entre as duas unidades do proteassomo depende, entre outros fatores, de uma boa funcionalidade mitocondrial, a qual é garantida em parte pelo proteassomo, que faz parte do controle de qualidade de importação de proteínas mitocondriais.Em leveduras da espécie S. cerevisiae, o grupo de pesquisa da Profa. Dra. Marilene Demasi descreveu uma modificação redox pós-traducional denominada S-glutationilação em resíduos Cys da subunidade ±5 da unidade catalítica 20S do proteassomo, em especial o ±5-C76 e o ±5-C221, posteriormente mutadas para ±5-C76S e ±5-C221S. As linhagens carregando essas mutações apresentaram como alteração fenotípica um menor tempo de vida cronológico (CLS: chronological life span) e uma maior frequência da conformação fechada da câmara catalítica da unidade 20S. Uma dupla mutação randômica na subunidade ±5 (±5-S35P/C221S) induziu a abertura da câmera catalítica do 20S e também aumentou o CLS da célula. Em estudo posterior, foi observado que nas linhagens com CLS reduzido havia um menor grau de acoplamento entre as unidades catalítica 20S e regulatória 19S, além de uma atividade mitocondrial diminuída. O presente projeto tem por objetivo aprofundar a investigação acerca da relação acoplamento entre as unidades do proteassomo e funcionalidade mitocondrial, verificando o controle de qualidade da importação de proteínas mitocondriais e a atividade de enzimas mitocondriais essenciais na produção de energia em cada uma das linhagens estudadas.