Caracterização funcional e estrutural da proteína ZapA, envolvida na divisão celular bacteriana = Functional and structural characterization of ZapA protein, involved in bacterial cell division

Autor(es)

Maria Luiza Caldas Nogueira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2016-00-00

Membros da banca

José Ricardo Murari Pires; Juliana Fattori; Juliana Ferreira de Oliveira; Marcio Vinicius Bertacine Dias

• Orientador: Ana Carolina de Mattos Zeri

Resumo

A proteína ZapA está envolvida na divisão celular bacteriana. Diversos elementos celulares se organizam em um determinado momento do ciclo celular com a finalidade de dividir uma única célula bacteriana em duas células filhas. Para que esta divisão ocorra, parede e envelope celular alteram sua direção para criar um septo, guiado por um complexo macromolecular denominado divisomo. A separação destas células filhas é assessorada pela constrição de uma estrutura medial, no formato de anel, por isso denominada anel Z. Este anel é formado por polímeros de FtsZ, uma homóloga de tubulina que se polimeriza na forma de protofilamentos, que por sua vez, organizam-se na forma de feixes, que se conectam em uma estrutura circular. A formação do anel Z é um evento chave, e interconecta diversas proteínas envolvidas na divisão celular. O local e o tempo em que esta divisão ocorre devem ser finamente regulados, a fim de evitar a formação de células filhas afuncionais. Ela deve ocorrer na região medial, apenas depois que todos os componentes celulares já se duplicaram e segregaram para seus respectivos polos. Dentre as proteínas que interferem neste processo, existem aquelas envolvidas na regulação/síntese de parede celular e as proteínas moduladoras do anel Z. As moduladoras estimulam ou inibem a formação do anel Z, de acordo com a necessidade espaço temporal da célula. ZapA (Z ring associated protein A) estabiliza interações laterais de protofilamentos de FtsZ, auxiliando-os na formação de uma estrutura circular continua, o anel Z. Embora a ZapA tenha sido descoberta em 2002, pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares de sua interação com FtsZ e de que forma ela estabiliza os protofilamentos. Para melhor compreender o papel da ZapA neste processo, realizamos estudos estruturais da proteína ZapA de G. stearothermophilus, nos quais resolvemos sua estrutura por RMN e realizamos modelagem molecular do complexo FtsZ-ZapA. Estudamos a natureza da interação através de técnicas como calorimetria (ITC), que nos indicou uma baixa constante de associação e através de co-purificações de FtsZ com ZapA selvagem e mutantes, auxiliando no entendimento da importância de cada um dos resíduos de aminoácido mutado em questão. Foi identificada uma possível região de interação entre estas proteínas, na qual a hélice H3 e a região N-terminal (serina 13) de FtsZ teriam um importante papel, assim como a hélice H1 de ZapA. O entendimento de todo o processo da divisão celular é de grande valia pois pode ser utilizado como base para o desenvolvimento de uma nova classe de antibióticos, capaz de impedir a divisão bacteriana (AU)