Explorando as aplicações biotecnológicas de sistemas de secreção do tipo IV bactericidas.

• Processo: 24/06039-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Shaker Chuck Farah
• Beneficiário: Wenny Camilla dos Santos Adan
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/10577-0 - Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (CEPID B3), AP.CEPID
• Assunto(s): Biologia estrutural Biologia molecular Modelagem molecular Toxinas bacterianas Proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | Biologia molecular | Competição bacteriana | Modelagem molecular | toxinas bacterianas | Type IV secretion system | Proteínas

Resumo

A compreensão dos detalhes moleculares de como os sistemas de secreção reconhecem substratos para translocação abre possibilidades interessantes para o seu controle, bem como para o projeto de novas ferramentas biotecnológicas para a entrega de efetores projetados contra patógenos alvo.Muitas espécies de Xanthomonadales, Burkholderales e Neisseriales carregam um sistema de secreção tipo IV (X-T4SS) especializado na translocação de proteínas efetoras (X-Tfes) para outras espécies gram-negativas, durante a guerra bacteriana interespécies (Souza et al, 2015; Sgro et al , 2019). Esses efetores, conhecidos como X-Tfes, carregam um domínio carboxi-terminal de ~120 resíduos, denominado XVIPCD, caracterizado por vários motivos conservados e uma cauda rica em glutamina. Mostramos que o XVIPCD é necessário para a interação com a proteína de acoplamento T4SS VirD4 e para a translocação dependente de X-T4SS, determinamos a estrutura de RMN da solução do XVIPCD de um X-Tfe e mapeamos a interação entre o todo-alfa central domínio do VirD4 (VirD4AAD) e do XVIPCD (Oka et al, 2022).O conhecimento adquirido com estes estudos coloca-nos em posição de criar espécies bacterianas mais bem equipadas para matar outras espécies bacterianas. Por exemplo, novos X-Tfes poderiam ser criados pela fusão de XVIPCDs com novos domínios de toxinas e bactérias entéricas portadoras de um X-T4SS funcional e um repertório completo de pares X-Tfe/X-Tfi (toxina/antitoxina) poderia ser usado para modificar o intestino. flora bacteriana.Este projeto de pós-doutorado tem o objetivo deexplorar algumas aplicações biotecnológicas de X-T4SSs bactericidas. Specificamente: i) Inserir pares X-Tfe/X-Tfi de outras espécies de Xanthomonadales em X. citri para aumentar sua atividade bactericida,ii) Criar novos X-Tfes fundindo XVIPCDs com novos domínios de toxinas,iii) Aumentar a competitividade de uma cepa comum de E. coli de laboratório por meio da transformação com sequências que codificam um X-T4SS bactericida e seus pares X-Tfe/X-Tfi,iv) Converter um T4SS conjugativo em um X-T4SS bactericida trocando componentes ou domínios específicos do T4SS,v) Gerar modelos de X-T4SSs completos de X. citri, S. maltophilia e outras espécies bacterianas.