DgcP: um estudo de atividade enzimática, estrutura e integração com o pilus tipo IV

• Processo: 22/13384-0
• 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 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Regina Lúcia Baldini
• Beneficiário: Nathan Rodrigues da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Atividade enzimática Diguanilato cíclico Pseudomonas aeruginosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade enzimática | c-di-gmp | Diguanilato ciclase | estrutura protéica | Pilus tipo IV | Pseudomonas aeruginosa | Diguanilato ciclase

Resumo

Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista, isto é, embora não seja capaz de infectar pessoas saudáveis, aflige pessoas com a imunidade vulnerável. Estudos a respeito deste organismo são de alta importância tendo em vista os problemas causados por infecções de P. aeruginosa. Esta gama-proteobacteria é responsável por cerca de 20% dos casos de infecção hospitalar e é frequentemente associada à pneumonia em portadores de fibrose cística e em pacientes em ventilação assistida.Uma das razões pelas infecções crônicas por P. aeruginosa é particularmente pela sua capacidade de adaptação, podendo alternar entre os modos de vida planctônico e séssil, cada qual com sua respectiva regulação gênica. O principal mediador responsável pela transição entre esses modos é o segundo mensageiro c-di-GMP de maneira que altos níveis dessa molécula promovem a expressão de genes e outros mecanismos característicos de um estilo de vida séssil. Este modo de vida é demarcado pela formação de biofilmes que têm sua formação iniciada ao passo em que as bactérias se aderem à uma superfície abiótica ou às células hospedeiras, iniciando sua diferenciação celular e formando pequenos aglomerados, as microcolônias. Seguindo a diferenciação, as bactérias perdem seus flagelos e passam a secretar uma matriz extracelular formada predominantemente por polissacarídeos, DNA extracelular e determinadas proteínas, formando assim o biofilme. A adesão e motilidade twitching no início do processo é mediada pelo pilus tipo IV (T4P), um maquinário complexo composto por dezenas de proteínas, todas fundamentais para a aderência e movimentação da célula. Dentre estas encontra-se a proteína FimV, que possui uma região transmembrana e domínios tanto no espaço periplasmático como no citoplasma. Estudos anteriores do nosso grupo revelaram que a porção citoplasmática de FimV interage e aumenta a atividade de diguanilato ciclase DgcP, uma das enzimas responsáveis pela produção de c-di-GMP, e, apesar de ser uma potencial reguladora da diferenciação celular em P. aeruginosa, pouco se conhece a respeito da bioquímica desta proteína. Este projeto propõe esclarecer as propriedades enzimáticas e estruturais da proteína DgcP, tal como identificar a natureza da interação entre ela e FimV. Pretende-se inicialmente obter ambas as proteínas, expressas em Escherichia coli e purificadas. Após purificada, DgcP será submetida a ensaios de atividade enzimática com e sem a presença de FimV. As análises estruturais serão realizadas inicialmente in silico utilizando-se de softwares adequados para a análise de estrutura primária em busca por homologia com outras proteínas já caracterizadas e predição de estruturas terciárias. À medida em que se revela o caráter da interação obtendo resultados coerentes e promissores, o projeto pode ser estendido com a determinação da estrutura e identificação dos domínios referentes à interação DgcP/FimV.