Estudos estruturais de complexos de septinas analisados por microscopia eletrônica de transmissão

Autor(es)

Déborah Cezar Mendonça

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC/BT)
• Data de defesa: 2023-05-19

Membros da banca

Richard Charles Garratt; Andre Luis Berteli Ambrosio; Shaker Chuck Farah; Germán Gustavo Sgro; Napoleão Fonseca Valadares

• Orientador: Richard Charles Garratt; Rodrigo Villares Portugal

Resumo

Septinas são GTPases do citoesqueleto capazes de se associar na forma de heterocomplexos, geralmente hexâmeros ou octâmeros, que polimerizam em filamentos que subsequentemente se organizam em estruturas mais complexas como anéis e redes. Elas estão envolvidas em uma série de importantes processos intracelulares incluindo divisão celular, tráfego de vesículas, exocitose, entre outros. Em humanos, alterações no padrão de expressão dessas proteínas ou a presença de mutações estão relacionadas a doenças, como alguns tipos de câncer e desordens neurológicas como as doenças de Parkinson e Alzheimer. Entretanto, alguns aspectos mecânicos dessas proteínas ainda não são totalmente compreendidos, incluindo a forma como os heterocomplexos se agrupam corretamente. Neste trabalho, foi possível estudar os complexos de septinas humanas e do urocordado C. intestinalis usando microscopia eletrônica de transmissão. Para ambos, a ordem dos complexos hexaméricos (compostos pelas septinas 2, 6 e 7) foi determinada, concluindo que a SEPT2 dos dois organismos está localizada na extremidade do complexo (2-6-7-7-6-2). Especificamente para o complexo humano, esse resultado comprova que a ordem do hexâmero anteriormente aceita na literatura estava invertida, e a correção dessa informação possibilitou a correlação do complexo humano com complexos de outros organismos, além de explicar como os hexâmeros e octâmeros podem compor o mesmo filamento. Para obter detalhes estruturais dos complexos, as estruturas dos dois hexâmeros foram resolvidas por Crio-ME, com resolução de 3.6 Å para o complexo humano e 3.3 Å para o complexo de C. intestinalis. A análise da estrutura do complexo humano permitiu a compreensão dos detalhes moleculares da interface formada entre SEPT6 e SEPT7 com uma maior resolução comparada à estrutura cristalográfica precedente. A interface NC apresenta uma cavidade que é fechada em sua base através das hélices α0 das duas subunidades, que incluem uma região polibásica. Elas são mantidas enterradas no interior da interface através da interação desses resíduos básicos com o cotovelo formado entre as hélices α5 e α6 da subunidade vizinha. A observação do espaço deixado pela cavidade e dos resíduos importantes para estabilizar a hélice α0 em sua posição auxiliam na compreensão de como a interface NC é capaz de sofrer uma mudança conformacional. Adicionalmente, foi possível observar uma flexibilidade do complexo como um todo em uma direção específica, que pode estar relacionada com a maneira que os complexos de septinas interagem com membrana. No caso de C. intestinalis, a informação estrutural das três septinas presentes no complexo são inéditas e mostra que a estrutura das septinas e a maneira com que elas interagem a nível molecular são evolutivamente conservadas. (AU)

• Processo FAPESP: 18/20209-5 - Estudos estruturais sobre a montagem de complexos de septinas por microscopia eletrônica de transmissão e análise de partículas isoladas
• Beneficiário: Deborah Cezar Mendonça
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado