Interações entre a proteína de acoplamento VirD4 e os efetores do Sistema de Secreção do Tipo IV (T4SS)

• Processo: 25/16011-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Roberto Kopke Salinas
• Beneficiário: Davi Marcos Cintra Barbosa
• 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): Xanthomonas citri
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: molecular biophysics | Molecular Microbiology | NMR spectroscopy | Xanthomonas citri | RMN de proteínas

Resumo

Bactérias utilizam diversos sistemas de secreção para transportar macromoléculas através de seu envelope celular. Os Sistemas de Secreção do Tipo IV (T4SS) translocam proteínas ou complexos proteína-DNA para uma célula alvo. Os T4SS podem ser conjugativos, ou seja, especializados na transferência horizontal de DNA e, portanto, envolvidos na disseminação de resistência a antibióticos, ou translocadores de efetores. Este últimos são presentes em diversas bactérias patogênicas. O T4SS de Xanthomonas citri (T4SS-XAC) é especializado na injeção de toxinas em bactérias de diferentes espécies de forma dependente de contato. Por isso, o T4SS-XAC faz parte do arsenal de guerra bacteriana. O T4SS-XAC é composto por 11 subunidades (VirB1 a VirB11) e por VirD4, uma ATPase hexamérica associada à membrana e que recruta substratos para secreção. Pouco se sabe sobre os mecanismos de reconhecimento e translocação de substratos pelo T4SS, mas todos os substratos do T4SS-XAC (chamados de X-Tfes) contêm um pequeno domínio C-terminal (~120 aa), altamente flexível, denominado XVIPCD (Xanthomonas VirD4 Interacting Protein Conserved Domain), que se liga fortemente ao domínio All-Alpha de VirD4 (VirD4-AAD). Nós resolvemos a estrutura de RMN do domínio XVIPCD do efetor XAC2609 (XVIPCD-XAC2609) e obtivemos cristais do complexo entre XVIPCD-XAC2609 e VirD4-AAD, que difrataram até 2,8 Å. Entretanto, para compreender o mecanismo de translocação de substratos, será crucial investigar a interação entre os XVIPCDs e a molécula completa de VirD4 em sua forma hexamérica. Para obter amostras do hexâmero de VirD4, vamos desenhar diversas construções removendo o segmento N-terminal que contém o domínio transmembranar. Nosso objetivo é produzir amostras solúveis de VirD4 hexamérica, adequadas para experimentos de titulação por RMN com XVIPCDs marcados com 15-N. Esperamos que este trabalho aprofunde o entendimento dos mecanismos de recrutamento e translocação de substratos pelo T4SS-XAC. Esse conhecimento poderá, eventualmente, auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias para combater resistência a antibióticos e infecções provocadas por bactérias patogênicas. (AU)