Caracterização de linhagens de saccharomyces cerevisiae deficientes na biossíntese da Coenzima Q.

Autor(es)

Janaina Areias Paulela

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI)
• Data de defesa: 2018-04-20

Membros da banca

Mário Henrique de Barros; Felipe Santiago Chambergo Alcalde; Marcio Vinícius Bertacine Dias; Andrea Balan Fernandes; Graziella Eliza Ronsein

• Orientador: Mário Henrique de Barros

Resumo

Coenzima Q (CoQ) é uma molécula de função essencial na transferência de elétrons da cadeia respiratória mitocondrial. Em Saccharomyces cerevisiae , a CoQ é constituída por um anel de benzeno associado a uma cadeia poliprenil, com 6 unidades de repetição, sendo por isso também denominada CoQ6 ou Q6. Ao todo já foram identificados treze genes (COQ1 COQ11, ARH1 e YAH1) nucleares necessários para biossíntese da CoQ. A maioria dos produtos Coq estão fisicamente associados em um complexo biossintético ancorado na membrana mitocondrial interna. Neste projeto, tentamos descrever resíduos relevantes de Coq3p e Coq7p aliando análises de bioinformática com testes fenotípicos para balizamento funcional. Coq7p é uma proteína com dois centros de ferro com íons carboxilato e catalisa a hidroxilação de demetoxi-Q6 (DMQ6). Neste estudo, indicamos um grupo de resíduos que modulam a atividade e a estabilidade de Coq7p: D53, R57, V111 e S114. Enquanto R57, V111 e S114 são resíduos muito conservados, V111 e S114 estão correlacionados em comunidades de coevolução. Aqui, demonstramos também que o duplo mutante S114A, V111G e o mutante S114E apresentam deficiência respiratória em temperatura não permissiva, além de acumularem o intermediário DMQ6 e sintetizarem baixas quantidades de Q6, concluindo assim que o fosmimético S114E inibe a atividade Coq7p. Dessa forma, propomos que a fosforilação do resíduo S114 promove o deslocamento de uma alça entre as hélices 2 e 3, afetando assim a atividade do centro catalítico Coq7p. Por sua vez, Coq3p atua como uma metiltransferase, catalisando diferentes passos durante a biossíntese da CoQ. Aqui, identificamos resíduos que colaboram para a atividade funcional de Coq3p: E123, S125, C131, G133, G134, H165, D203, E219, K258 e S262. Mutantes carregando as alterações E123A, H165A, D203A, E219A, K258A e S62A apresentam discreto crescimento respiratório e expressão de Coq3p similares à da linhagem selvagem, além de acumularem baixas quantidades de Q6. Enquanto C131, G133 e G134 são resíduos altamente conservados, localizados em uma alça no espaço entre fitas beta, no provável sítio ativo da proteína, mutantes C131A, G133A e G134A se superexpressos apresentam crescimento respiratório em meio contendo fonte de carbono não fermentável, além de acumularem Q6 compatíveis com os níveis de expressão proteica. Propomos assim um modelo para Coq3p, tendo os resíduos C131, G133 e G134 como centro catalítico de Coq3p. (AU)

• Processo FAPESP: 12/11524-8 - Caracterização de linhagens de Saccharomyces cerevisiae e de culturas de fibroblastos humanos deficientes na biossíntese da coenzima Q
• Beneficiário: Janaina Areias Paulela
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto