Desvendando o papel do zinco e do cobre na regulação da co-chaperona DNAJA1 e na sua interações com Hsp70. Impacto no metaboloma celular sob estresse metálico"

• Processo: 24/20734-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Carlos Henrique Inacio Ramos
• Beneficiário: Ketolly Natanne da Silva Leal
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/26131-5 - Chaperoma: estudo da relação entre a estrutura dos seus componentes e a manutenção da proteostase, AP.TEM
• Assunto(s): Espectrometria de massas Metaboloma Metais Proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: chaperona Hsp70 | Espectrometria de massas | funções celulares | Metaboloma | Metais | Proteínas

Resumo

Este projeto de pós-doutorado visa examinar o papel do zinco e do cobre na regulação da cochaperona humana DNAJA1 e sua interação com a chaperona Hsp70, com um foco inovador em modificações no nível de célula única. A DNAJA1 é uma proteína de ligação ao zinco essencial para o funcionamento adequado do sistema Hsp70, particularmente sob condições de estresse metálico. A hipótese central deste trabalho é que a cochaperona DNAJA1 utiliza zinco e cobre para manter suas funções celulares, e que essas interações metálicas impactam diretamente nas vias metabólicas. A inovação deste projeto está no emprego de técnicas analíticas avançadas, como ICP-MS de célula única (single-cell Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), para a caracterização detalhada de alterações intracelulares em zinco e cobre em duas linhagens de levedura Saccharomyces cerevisiae, selvagem e knockout ydj1(DNAJA1), permitindo obter informações quantitativas no nível individual. Além disso, um acoplamento multimodal online envolvendo espectrometria de massa atômica e molecular (LC-ICP-MS-ESI-HRMS) será empregado para identificar tipos de compostos inorgânicos, orgânicos e metalorgânicos (metalobiomoléculas) que correspondem as vias metabólicas moduladas por esses metais e suas interações com o metaboloma. Essa abordagem integrativa é inédita no Brasil, pois não há estudos anteriores empregando essas técnicas para explorar interações metálicas no nível celular. Assim, o projeto não apenas elucida o impacto da especiação de zinco e cobre na funcionalidade de DNAJA1 e sua interação com Hsp70, mas também estabelece novos paradigmas para pesquisa em homeostase celular sob condições de estresse metálico. Além disso, uma bolsa de estágio internacional BEPE será solicitada para desenvolvimento analítico na Escola de Medicina da Universidade de St Andrews, na Escócia, sob a supervisão do Dr. Alan James Stewart. Esta colaboração visa a análise proteômica no nível de célula única por espectrometria de massa de alta resolução (single-cell proteomics). O projeto será dividido em três fases principais: (i) desenvolvimento de método para quantificação de metais em leveduras por single-cell ICP-MS; (ii) estudos de alterações intracelulares e metabolômicas e proteômicas sob estresse metálico por espectrometria de massa atômica e molecular; e (iii) análise dos resultados e comunicação científica. Os dados gerados abordarão as seguintes questões: (a) como o zinco e o cobre modulam a função de DNAJA1 e sua interação com Hsp70; (b) quais vias metabólicas são afetadas pela disponibilidade desses metais; e (c) quais são as consequências para a homeostase celular e resposta ao estresse? A duração proposta do projeto é de três anos, e ele promete fornecer insights sem precedentes sobre a dinâmica dos metais no nível celular.