Proteína desacopladora mitocondrial de plantas, PUMP: Estudos calorimétricos e funcionalidade da atPUMP de Arabidopsis thaliana expressa em E. coli

Autor(es)

Paula Bresciani Martins de Andrade

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo. , gráficos, ilustrações, tabelas.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2002-09-04

Membros da banca

Hernan Chaimovich Guralnik; Roger Frigerio Castilho; Rui Curi; Luis Eduardo Soares Netto; Shirley Schreier; Bayardo Baptista Torres

• Orientador: Hernan Chaimovich Guralnik
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Indexada em: Banco de Dados Bibliográficos da USP-DEDALUS
• Localização: Universidade de São Paulo. Biblioteca do Conjunto das Químicas; CQ T/581.19245; A553p

Resumo

A existência de uma proteína mitocondrial desacopladora em plantas, PUMP, foi demonstrada em 1995. A PUMP, como a proteína desacopladora de mitocôndrias de tecido adiposo marrom, UCP1, e outras proteínas homólogas descobertas posteriormente, aumenta a condutividade de membrana a H+. Nucleotídeos de purina, PN, inibem a atividade das proteínas desacopladoras e o mecanismo de condução de H+ depende da presença de ácidos graxos livres, FFA. A atividade e a expressão da PUMP são estimuladas pela exposição ao frio e mudam durante o amadurecimento de frutos. A expressão do gene da PUMP de Arabidopsis thaliana em E. coli permite a obtenção de AtPUMP. Neste trabalho, analisando a funcionalidade da AtPUMP incorporada em proteolipossomos, demonstramos que esta proteína é funcional. A incorporação de proteínas desacopladoras em proteolipossomos fornece um sistema modelo que permite analisar as suas propriedades funcionais e mecanísticas. A condutância a H+ em proteolipossomos contendo PUMP isolada de batata foi claramente ativada por FFA. Contudo, a inibição por PN não se mostrou reprodutível. A AtPUMP, reconstituída em proteolipossomos, foi ativada por FFA com Km\'s aparentes de: 42 µM (ácido linoleico, LA), 55 µM (ácido láurico) e 70 µM (ácido palmítico), e inibida por PN com Ki\'s aparentes de: 0.8 mM (GDP), 0.85 mM (ATP), 0.98 mM (GTP) e 1.4 mM (ADP). O efluxo de H+ ativado por LA mediado por AtPUMP aumentou exponencialmente em função do potencial transmembrânico (Δψ). O coeficiente de partição (KP) entre a fase aquosa e proteolipossomos contendo AtPUMP para o LA de 64170, foi ~1,6 vezes superior que ao KP obtido para o LA em lipossomos. Em ensaios de ligação obtidos usando microcalorimetria de titulação isotérmica (ITC), determinou-se que a AtPUMP tem, provavelmente, dois sítios de ligação para o LA e que essa interação é exotérmica. Em ensaios de microcalorimetria com suspensão de mitocôndrias de batatas, determinou-se que há uma correlação linear entre o calor produzido e o oxigênio consumido (65,6 kcal/mol O2) quando a PUMP foi ativada por LA. Através dos resultados obtidos até então, concluo que a PUMP (AtPUMP) é um desacoplador mitocondrial presente em plantas. Os estudos apresentados aqui, de reconstituição em lipossomos, foram essenciais para a compreensão da regulação da atividade dessa proteína. Além disso, foram obtidas as primeiras medidas diretas de liberação de calor pela PUMP por microcalorimetria. (AU)

• Processo FAPESP: 00/00194-0 - Mecanismo do transporte de próton pela proteína desacopladora de mitocôndrias de plantas (PUMP)
• Beneficiário: Paula Bresciani Martins de Andrade
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado