Estudos estruturais de subunidades do complexo da membrana interna do T4SS de Xanthomonas citri por espectroscopia de RMN em solução e criomicroscopia eletrônica

• Processo: 25/22355-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Roberto Kopke Salinas
• Beneficiário: Delaram Taghavi
• 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 Microbiologia molecular Química de proteínas Sistemas de secreção bacterianos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | Microbiologia Molecular | química de proteínas | sistemas de secreção bacterianos | Microbiologia molecular

Resumo

Os Sistemas de Secreção do Tipo IV bacterianos (T4SSs) são nanomáquinas que transportam proteínas efetoras ou complexos proteína-DNA do citoplasma para o meio extracelular ou para uma célula hospedeira. O T4SS de Xanthomonas citri (T4SS-XAC) pertence à classe dos sistemas minimizados, sendo altamente semelhante ao T4SS de Agrobacterium tumefaciens. Todos eles são compostos por onze subunidades VirB (VirB1 a VirB11) e pela proteína de acoplamento VirD4. No entanto, o T4SS-XAC é um sistema translocador de efetores, e secreta toxinas capazes de matar outras bactérias Gram-negativas. Em contraste, o T4SS de A. tumefaciens é um sistema de conjugação, especializado na translocação de complexos proteína-DNA. T4SSs expandidos adquiriram subunidades adicionais, presumivelmente necessárias para funções especializadas. Exemplos de T4SSs expandidos incluem o sistema DotD/Icm de L. pneumophila, o sistema Cag de H. pylori, e o sistema de conjugação Tra codificado pelo plasmídeo IncF (T4SSF).Todos os T4SSs apresentam um complexo associado à membrana externa (OMCC), o qual é conectado por um pedestal ou anel periplásmico ao complexo da membrana interna (IMC). Em sistemas minimizados, o IMC é composto pelo domínio N-terminal de VirB10 e pelas proteínas de membrana VirB3, VirB4, VirB6 e VirB8. Estruturas tridimensionais do OMCC de T4SSs expandidos e minimizados foram obtidas por criomicroscopia eletrônica (Cryo-EM). A visualização de T4SSs conjugativos em ambiente nativo, utilizando criotomografia eletrônica (CryoET), indicou que o IMC exibe simetria hexagonal. A densidade observada no lado citoplasmático foi atribuída a um hexâmero de dímeros da ATPase VirB4. Mais recentemente, modelos do T4SS completo do plasmídeo de conjugação R388 de Escherichia coli e do sistema Dot/Icm de Legionella pneumophila foram construídos com base em dados de Cryo-EM. Considerando que a caracterização estrutural de subunidades individuais do IMC pode antecipar as características que essas proteínas assumem no IMC completo, nosso objetivo, nesta proposta, é desenvolver protocolos para expressar, purificar e caracterizar as subunidades VirB6 e VirB8 do IMC do T4SS-XAC e assim aprender um pouco mais sobre a estrutura desse sistema. (AU)