Investigação por cryo-ET in situ da formação de filamentos por auto-organização em uma hidrolase glicosídica

• Processo: 26/03593-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 24 de agosto de 2026
• Data de Término da vigência: 23 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Mário Tyago Murakami
• Beneficiário: Fabiane Stoffel
• Supervisor: Ohad Medalia
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Zurich (UZH), Suíça
• Vinculado à bolsa: 22/09386-8 - Análise da diversidade estrutural e funcional das enzimas pertencentes à família GH173: implicações biológicas e potencial biotecnológico, BP.DD
• Assunto(s): Glicosídeo hidrolases Biologia estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cryo-electron tomography | cryo-focused ion beam milling | enzyme filamentation | Glycoside Hydrolases | in situ structural biology | subtomogram averaging | Biologia estrutural

Resumo

A montagem de enzimas em estruturas filamentosas emergiu como um mecanismo fundamental de regulação de vias metabólicas, permitindo a modulação rápida e reversível da atividade enzimática em resposta às demandas celulares. Embora tais arranjos de ordem superior tenham sido descritos para diversas enzimas do metabolismo central, sua ocorrência e relevância funcional em hidrolases glicosídicas permanecem amplamente inexploradas. Até o momento, a formação de filamentos nessa classe enzimática foi relatada em apenas um único caso sob condições in vitro, deixando sua significância fisiológica em aberto. Este projeto tem como objetivo investigar, in situ, a organização estrutural de uma hidrolase glicosídica bacteriana que apresenta evidências de formação de oligômeros de alta massa molecular e cuja atividade parece ser modulada por condições de estresse celular. Utilizando cryo-focused ion beam (cryo-FIB) milling, cryo-electron tomography (cryo-ET) e subtomogram averaging, buscamos visualizar esses arranjos de ordem superior no interior das células e caracterizar sua organização espacial em resolução nanométrica. Ao investigar diretamente o ambiente celular nativo, essa abordagem supera as limitações inerentes a estudos baseados em proteínas purificadas e permite correlacionar a auto-organização enzimática com estados fisiológicos definidos. Ao estudar hidrolases glicosídicas bacterianas no contexto celular nativo, este projeto pretende determinar se a formação de filamentos integra o panorama regulatório dessas enzimas. De forma mais ampla, o estudo contribuirá para a compreensão de como estruturas enzimáticas supramoleculares participam da organização espacial e funcional do metabolismo bacteriano. (AU)