Estudo estrutural de glicosiltransferases dependente de proteínas auxiliares tipo P450 envolvidas na biossíntese de antibióticos macrolídeos

• Processo: 24/21568-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Beneficiário: Luís Victor Santana Rosa
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). 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): Antibióticos Cristalografia de proteínas Enzimas Glicosiltransferases Macrolídeos Produtos naturais Biologia estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibióticos | Cristalografia de Proteínas | enzimas | glicosiltransferases | macrolideos | Produtos Naturais | Biologia Estrutural

Resumo

A resistência bacteriana aos antibióticos é um dos maiores desafios de saúde pública atual, caracterizado como uma ameaça crescente que deteriora a eficácia destes fármacos. Os produtos naturais de microrganismos se demonstraram promissores na busca por novas moléculas ativas que contém mecanismos capazes de contornar essa resistência. Dentre os produtos naturais, os policetídeos representam uma ampla classe de compostos estruturalmente diversos cuja atividade biológica, muitas vezes está relacionada com os grupos funcionais que estão ligados ao seu esqueleto central (aglicona). Os macrolídeos representam uma classe de antibiótico amplamente utilizado e são um exemplo de policetídeos cuja atividade é dependente de moléculas de açúcares. As enzimas que realizam a glicosilação de policetídeos são as glicosiltransferases (GTs), as quais apresentam uma especificidade estrita para 6-desoxiaçúcares, porém uma especificidade relaxada para açúcares não usuais e substratos aceptores. Explorar essa flexibilidade catalítica das GTs de produtos naturais pode contribuir para a geração de novos compostos através de glicodiversificação. Por sua vez, esses novos compostos podem apresentar novas atividades biológicas e propriedades farmacocinéticas melhoradas. Além da especificidade relaxada, existe um pequeno grupo de GTs que possui um comportamento peculiar no qual uma proteína auxiliar (PA) é necessária para sua atividade catalítica. Estudar a interação e as mudanças conformacionais que ocorrem durante a formação do complexo glicosiltransferase-proteína auxiliar é fundamental para entender a influência que essas PAs exercem sobre as GTs e, com isso, gerar informações que possam ser úteis na aplicação de glicodiversificação. Os pares de GT/PA alvos que propomos neste estudo são: EryCIII/EryCII de Saccharopolyspora erythrea; MycB/MydC de Micromonospora griseorubida; DesVII/DesVIII de Streptomyces venezuelae, TylM2/TylM3 de Streptomyces fradiae, AngMII/AngMIII de Streptomyces eurythermus, Srm5/Srm6 e Srm29/Srm28 de Streptomyces ambofaciens. As construções contendo os genes destas proteínas serão expressas em cepas competentes de E. coli, depois purificadas por técnicas de cromatografia líquida e então submetidas aos ensaios estruturais de cristalografia ou microscopia crioeletrônica, assim como testes biofísicos de calorimetria de titulação isotérmica e ressonância plasmônica de superfície para identificar as constantes de formação dos complexos proteicos. Dessa forma, este projeto visa produzir conhecimento a fim de promover avanços no entendimento desta família não usual de GTs que requerem uma proteína auxiliar para sua atividade e também contribuir para futuros trabalhos de biologia sintética ou glicodiversificação.