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Caracterização estrutural e funcional de chaperonas essenciais para solubilização de agregados proteicos : o papel de CHIP de "Sorghum bicolor" e do sistema de desagregação humano envolvendo HspB1

Texto completo
Autor(es):
Gonçalves, Conrado de Campos
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Data de defesa:
Orientador: Carlos Henrique Inácio Ramos
Resumo

A regulação da homeostase celular realizada pelo sistema de controle de qualidade proteico (PQC) é muito complexa e depende da ação de múltiplos processos orquestrados tanto pelas chaperonas moleculares quando pelo sistema ubiquitina-proteosomo. Em condições metabólicas normais, mas principalmente em situações de estresse celular, é extremamente importante que todos esses processos ocorram eficientemente, evitando assim o acúmulo de proteínas não funcionais que podem gerar graves consequências para as células. Desse modo, o estudo estrutural e funcional das proteínas que compõem o sistema PQC torna-se bastante relevante por produzir conhecimento com alto potencial de gerar inovações terapêuticas e biotecnológicas. Neste trabalho, conduzimos nossos estudos para a compreensão de duas proteínas muito importantes, cujas funções estão diretamente relacionadas com o direcionamento do destino de substratos proteicos. Primeiramente, o objeto de investigação foi a co-chaperona CHIP de Sorghum bicolor (SbCHIP). Assim, sua sequência gênica foi identificada através da homologia com o ortólogo de Arabidopsis, clonada e utilizada para superexpressão em E. coli. Após o estabelecimento de um protocolo de purificação, alguns parâmetros conformacionais foram determinados. Nossos resultados indicam que essa co-chaperona é um dímero alongado em solução, com estrutura rica em hélices-alfa e relativamente bem estável em situações de estresse térmico. Além disso, caracterizamos a formação de complexos entre ela e a chaperona Hsc70 e avaliamos sua atividade de auto-ubiquitinação e de ubiquitinação de outros substratos proteicos. Outro alvo de investigação foi o papel da sHsp HspB1 no sistema humano de desagregação de proteínas. Os resultados obtidos apoiam um modelo que explica o mecanismo de desagregação no qual HspB1 ativada por fosforilação é responsável por co-agregar com polipeptídeos desenovelados durante estresse térmico. Quando isso ocorre, o sistema da Hsp70, formado por Hsp70, Hsp40 e Hsp110, é capaz de extrair peptídeos dos agregados e também promover a dissociação de HspB1 em dímeros, sendo que esse processo permite uma desagregação mais eficiente. Mostramos que a fosforilação de HspB1 é importante para ativação da proteína, desestabilização dos oligômeros, mas não para a formação imediata de dímeros, a qual ocorre durante o processo de desagregação, por estimulação das chaperonas. Os dímeros de HspB1 se reorganizam espontaneamente em oligômeros permitindo o recomeço do ciclo para uma nova rodada de desagregação, exceto para o mutante GPG onde a desestabilização foi forçada artificialmente. De maneira geral, acreditamos que nossos resultados contribuem para o melhor entendimento da relação entre estrutura e função de CHIP de uma planta e fornecem informação para a compreensão do mecanismo de solubilização de agregados em células humanas (AU)

Processo FAPESP: 14/00076-0 - Estudo da interação entre chaperonas importantes para o controle de qualidade proteico celular em eucariotos superiores.
Beneficiário:Conrado de Campos Gonçalves
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado