Estudos funcionais e estruturais de enzimas chave envolvidas na biossíntese da apramicina.

• Processo: 24/16330-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Beneficiário: Guilherme Henrique Aparecido de Oliveira
• 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): Aminoglicosídeos Biologia estrutural Cristalografia Produtos naturais Farmacorresistência bacteriana
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aminoglicosídeos | Biologia Estrutural | Cristalografia | Produtos Naturais | Resistência Bacteriana | Biologia estrutural

Resumo

Os aminoglicosídeos, um dos grupos de moléculas bioativas isoladas de actinobacteria, são antibióticos ricos em grupamentos aminos e hidroxilas. O mecanismo de ação destas moléculas consiste na interação dos grupos aminos contidos em seus aminoaçúcares com o RNA ribossômico de bactérias. A ligação ocorre em específico no sítio de ligação A da porção 30S do ribossomo bacteriano, levando a leitura incorreta do RNA ribossômico e consequentemente a síntese de proteínas truncadas ou com sequências errôneas. A apramicina, por sua vez, é um aminoglicosídeo peculiar devido à presença de um anel octose. Isso faz com que essa molécula seja insensível à maior parte dos mecanismos de resistência aos aminoglicosídeos, especialmente pelas enzimas modificadoras de aminoglicosídeos (AMEs). Entretanto, a maior parte das enzimas envolvidas na biossíntese da apramicina, incluindo aquelas envolvidas na formação do anel octose, não possuem a sua estrutura tridimensional elucidada ou seus mecanismos de catálise entendidos. Assim, este projeto busca obter as estruturas, os mecanismos de reconhecimento de substratos ou análogos e possivelmente os mecanismos catalíticos de enzimas chave e únicas na biossíntese de apramicina. Para atingir nossos objetivos, as proteínas serão expressas de forma heteróloga e purificadas para assegurar um alto nível de pureza para a obtenção de cristais com possíveis ligantes, com a finalidade da difração no laboratório nacional de luz síncrotron e resolução da estrutura através de métodos computacionais. A resolução destas estruturas, especialmente AprG, AprP e AprI, assim como a possível desvendamento do sistema catalítico destas enzimas envolvidas na singular estrutura central da apramicina possibilita o entendimento da síntese desta molécula, facilitando trabalhos futuros na engenharia de antibióticos de segunda geração com a apramacina como base.