Ca2+, Mg2+ e pH integram novos mecanismos regulatórios da estrutura e função de peroxirredoxinas mitocondriais de Leishmania contribuindo para a sobrevivência do parasita

Autor(es)

Mariana Abrahão Bueno de Morais

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2016-11-24

Membros da banca

Mário Tyago Murakami; Jörg Kobarg; Igor Polikarpov; Shaker Chuck Farah; Anete Pereira de Souza

• Orientador: Mário Tyago Murakami

Resumo

Peroxirredoxinas (Prxs) 2-Cys da subfamília Prx1 são peroxidases, com duas cisteínas catalíticas, que regulam os níveis intracelulares de H2O2, além de estarem envolvidas na sinalização celular e de assumirem atividade chaperona em certas condições. Todas as suas funções são reguladas por mudanças na estrutura quaternária induzidas por múltiplos fatores, tais como estado redox, modificações pós-traducionais e pH. Entretanto, as bases moleculares que regulam esses fenômenos ainda não são totalmente compreendidas. As Prxs mitocondriais (Prx1m) de Leishmania, por exemplo, exibem a dupla função de peroxidases e chaperonas moleculares, porém somente a última é crucial para a sobrevivência do parasita no hospedeiro humano. Estudos recentes in vitro mostraram que, quando decamérica e reduzida, Prx1m de Leishmania infantum constitui uma chaperona ativa, enquanto dímeros oxidados são inativos. Neste trabalho foram resolvidas as estruturas cristalográficas da Prx1m de Leishmania braziliensis (LbPrx1m) nas formas dimérica e decamérica, mostrando que alterações conformacionais na região I do loop catalítico estão associadas ao processo de decamerização. Pela primeira vez, foram obtidos dados estruturais de um membro da subfamília Prx1 em dois estados oligoméricos, induzidos por mudanças de pH. Com base nesses dados, desvendamos o mecanismo molecular pelo qual o pH modula a conversão entre dímeros e decâmeros, o qual parece ser fisiologicamente relevante e altamente conservado na subfamília Prx1. Além disso, foi demonstrado que os cátions divalentes Ca2+ e Mg2+ - os quais desempenham papéis importantes no metabolismo na mitocôndria - ativam a função chaperona de Prx1m e estimulam a atividade peroxidase, através de um mecanismo de estabilização de decâmeros inédito e exclusivo de Prxs mitocondriais de Leishmania. Utilizando um mutante dimérico constitutivo de LbPrx1m, cuja oligomerização não é influenciada pelo pH, cátions divalentes ou estado redox, demonstramos que a formação de decâmeros é um pré-requisito não somente para a função peroxidase, mas também para a função chaperona de Prx1m, sendo necessária para conferir resistência à Leishmania infantum frente ao estresse térmico sofrido durante a transição do inseto para o hospedeiro humano. Em conjunto, nossos resultados mostram que concentrações basais de Ca2+ e Mg2+ encontrados na matriz mitocondrial dão suporte à função dupla de Prx1m em Leishmania, enquanto pequenas quedas de pH e altos níveis de Ca2+ podem aumentar o reservatório mitocondrial de chaperonas de Prx1m. Esses dados implicam que a busca de compostos que previnam a decamerização da Prx1m de Leishmania representa uma boa estratégia para inibir a função chaperona desse atrativo alvo terapêutico (AU)

• Processo FAPESP: 12/24134-3 - Estudos funcionais e estruturais da peroxiredoxina I de Leishmania braziliensis e Homo sapiens visando à compreensão dos mecanismos de oligomerização e catálise
• Beneficiário: Mariana Abrahão Bueno de Morais
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto