Estudos estruturais e dinamicos da proteina elicitora cerato-platanina

Autor(es)

Aline Lima de Oliveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2008-12-15

Membros da banca

Thelma de Aguiar Pertinhez; Gonçalo Amarante Guimarães Pereira; Paula Regina Kuser Falcão; Marcius da Silva Almeida; Richard Charles Garratt

• Orientador: Thelma de Aguiar Pertinhez; Celso Eduardo Benedetti

Resumo

Um dos desafios que envolvem a patologia de plantas é determinar as bases moleculares que relacionam a patogenicidade do fungo na planta hospedeira. Em geral, o mecanismo pelo qual a planta se defende contra uma variedade de patógenos envolve o reconhecimento de moléculas específicas codificadas por esses microorganismos. A ceratoplatanina (CP) é uma proteína moderadamente hidrofóbica que é secretada, porém também está localizada na parede celular do fungo ascomiceto Ceratocystis fimbriata. Esse fungo é o agente causador de severas doenças de cancro que atinge um grande número de plantas como Platanus acerifolia, Theobroma cacao, Coffea Arabic, entre outras. A proteína secretada por culturas de Ceratocystis fimbriata f. sp. platani é capaz de elicitar a síntese de fitoalexinas em folhas de Platanus acerifolia e causar morte celular. De acordo com o banco de dados de família de proteínas CP é indicada como a fundadora da "Família Cerato-Platanina", que inclui outras várias proteínas secretadas por fungos envolvidos em fenômenos fitopatológicos e/ou reações imunológicas. Buscas em banco de dados de proteínas mostram que não existe nenhuma proteína similar a CP com estrutura conhecida. Assim, a elucidação estrutural de moléculas possivelmente envolvidas interação fungohospedeiro é de primária importância para a compreensão dos eventos iniciais que levam às respostas de defesa. A CP foi clonada e expressa em sistema eucariótico e marcada isotópicamente com 13C e 15N. Experimentos de ressonância magnética nuclear multinucleares e muiltidimensionais foram usados para determinar sua estrutura 3D em solução. A estrutura da CP é composta por duas fitas-ß paralelas e cinco fitas-ß antiparalelas, reunidas em uma única folha-ß, e três elementos helicoidais. A dinâmica da CP foi determinada e os dados experimentais mostraram que a proteína apresenta uma estrutura caracterizada por uma limitada mobilidade interna. Além disso, a proteína apresenta alta estabilidade, mantendo a sua conformação mesmo em temperaturas elevadas ou em uma larga escala de pH e de concentração de uréia. Com o objetivo de procurar outras proteínas ou domínios conformacionalmente similares ao da CP, sua estrutura foi submetida a análises estruturais utilizando-se a ferramenta ProFunc. Os resultados de alinhamento estrutural mostram que a CP não possui similaridade conformacional a nenhuma proteína conhecida envolvida em avirulência de microorganismos ou a proteínas elicitoras de fungos ou bactérias patógenas. Porém, surpreendentemente, o enovelamento da CP mostrou-se similar a moléculas pertencentes às famílias das quimiocinas e do complexo de histocompatibilidade principal de classe I (MHC-I). De fato, a estrutura de menor energia da CP se sobrepõe melhor a forma dimérica da interleucina-8 (IL-8) e do peptídeo ativador de neutrófilos-2 (NAP-2), da família de quimiomicinas, e aos domínios a1, a2 da proteína MHC-I. Interessante notar que ambas famílias de proteínas que possuem enovelamento similar ao da CP estão relacionadas com respostas de defesa a patógenos em animais. A semelhança estrutural entre CP e essas moléculas sinalizadoras de defesa sugere que, na célula do hospedeiro, o alvo da CP pode ter similaridade estrutural aos receptores das proteínas IL-8/NAP-2 ou MHC-I. Buscas no genoma de Arabdopsis usando a sequência desses receptores forneceram alguns potenciais alvos. A maioria desses alvos são proteínas intracelulares ou de membrana que estão envolvidos na percepção de proteínas de avirulência e de padrões moleculares associados a patógenos, corroborando com a hipótese de que a CP agiria como um elicitor de respostas de defesa e poderia interagir com essas classes de receptores. Embora a função da CP ainda seja desconhecida, com a elucidação da sua estrutura 3D surgiram novas hipóteses sobre o mecanismo molecular pelo qual a CP interagiria com seus hospedeiros. (AU)

• Processo FAPESP: 03/12418-8 - Determinação da estrutura tridimensional e da dinâmica da fitotoxina cerato-platanina por ressonância magnética nuclear
• Beneficiário: Aline Lima de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto