Modularidade gênica das famílias da dissulfeto isomerase proteica e do inibidor da dissociação de guanina: estudos computacionais, moleculares e funcionais

Autor(es)

Jéssyca Cristine Pavanelli

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina (FM/SBD)
• Data de defesa: 2016-11-25

Membros da banca

Francisco Rafael Martins Laurindo; Diego Bonatto; Carlos Frederico Martins Menck

• Orientador: Francisco Rafael Martins Laurindo

Resumo

Vias redox são importantes reguladores da homeostase e sinalização celular, mas o entendimento dos mecanismos desses processos é incompleto. Tiol-proteínas como a dissulfeto isomerase proteica (PDI) podem ser moduladores dessas vias. A PDI(PDIA1) é o protótipo da família das PDIs, cuja função canônica é o enovelamento redox de proteínas no retículo endoplasmático. Além disso, PDI exerce regulação de NADPH oxidases, as principais fontes de oxidantes celulares, e é necessária para ativação de RhoGTPases, organização do citoesqueleto e migração de células vasculares. No estudo de mecanismos pelos quais a PDI regula RhoGTPases, mostramos, em redes computacionais e em experimentos de co-imunoprecitação, associação entre PDIA1 e o regulador de RhoGTPases RhoGDIalfa. Além disso, identificamos forte proximidade entre os genes codificando estas proteínas. Neste estudo, caracterizamos o perfil e implicações desta sintenia gênica.A análise bioinformática pelos programs Ensembl, NCBI e UCSC evidencia um padrão de sintenia entre diferentes isoformas destas duas famílias: PDIA1 (P4HB), PDIA2 (PDIP) e PDIA8 (Erp27) são vizinhos, respectivamente, a RhoGDIbeta, RhoGDIy e RHOGDIalfa, com correspondentes regiões intergênicas de 7.1, 2.9 e 0.14 kb em distintos cromossomos em H. sapiens. O padrão dessa sintenia foi fortemente conservado emC. elegans, alguns peixes e uniformemente em anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Leveduras expressam no mesmo cromossomo , porém em locais distantes (i.emacrossintenia) ortólogos da PDIA1 e RhoGDI?, mas não expressam outras PDIs e RhoGDIssintênicasnos eucariotos complexos. No entanto, sintenia entre PDI e RhoGDI foi também observada na planta A. thaliana, sem evidência de um ancestral comum. Os pares sintênicos associam-se a blocos vizinhos conservados, porém diversos para cada par, enquanto cada bloco contem um gene codificando um distinto regulador da PP1 (fosfatase proteica-1). Análise filogenética mostrou topologia semelhante entre as duas famílias.Análise dos dados do estudo ENCODE e predição pelo Softberry identificou sítios de ligação a fatores de transcrição comuns entre os distintos pares, cuja ontologia indicou principalmente desenvolvimento, processos metabólicos e resposta imune. O estudo de possíveis implicações funcionais dessa sintenia mostrou que manipulações da expressão proteica de PDIA1 não promovem mudança consistente na expressão proteica de RhoGDIalfa, tanto in vitro (silenciamento da PDI por siRNA e superexpressão por vetor lentiviral induzível) como in vivo (camundongo transgênico com superexpressão constitutiva da PDIA1). No entanto, as mudanças da expressãogênica de ambos os genes na camada íntima de artérias carótidas de camundongo durante remodelamento induzido por fluxo foram fortemente correlacionadas. Experimentos de coimunoprecipitação e co-localização à microscopia confocal sugeriram interação física entre PDIA1 e RhoGDIAalfa. Deste modo, estes dados mostram um intrigante padrão de conservação evolutiva da proximidade gênica entre PDIs e RhoGDIs, não usual em eucariotos. Genes sintênicos frequentemente codificam proteínas que tendem a interagir física e/ou funcionalmente. Com efeito, nosso dados sugerem co-regulação e interação física entre PDIA1 e RhoGDIAalfa, corroborando a convergência entre essas proteínas como possível mecanismo envolvido na regulação redox do citoesqueleto pela PDIA1 (AU)

• Processo FAPESP: 12/10203-3 - Modularidade gênica das famílias da dissulfeto isomerase proteica e do inibidor da dissociação de guanina: estudos computacionais, moleculares e clonagem da região regulatória
• Beneficiário: Jéssyca Cristine Pavanelli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto