Caracterização estrutural da Stanniocalcina-1 por proteômica estrutural avançada

Resumo

A proteína Stanniocalcina-1 (STC1) é um hormônio glicoproteico endócrino de aproximadamente 27 kDa e composta por 247 aminoácidos. Descoberta primeiramente em glândulas de peixes ósseos e mais tarde identificada em humanos por exibição diferencial de mRNA relacionados com a imortalização celular, estando envolvida também em diversos processos fisiológicos, patológicos e de desenvolvimento, incluindo carcinogênese, gravidez, lactação, angiogênese, organogênese, isquemia cerebral, entre outros. Recentemente (2011) estudos com pacientes com Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA) mostraram grande aumento na expressão do gene da STC-1 em células leucêmicas, reforçando seu potencial papel em câncer. A quantidade de artigos e informações presentes na literatura a respeito da STC1 é muito limitada. Apesar de esta proteína estar associada ao aparecimento e desenvolvimento de LLA e já possuir parceiros de interação importantes identificados, como a SUMO1, atuando como SUMO E3 ligase, a forma como isso acontece necessita de investigações aprofundadas com respeito a um modelo estrutural mais detalhado com os sítios envolvidos. Tanto a análise por SAXS quanto a por dicroísmo circular permitem concluir que a STC1 é uma proteína estruturada e, curiosamente, a sequência de aminoácidos associada a ela não apresenta similaridades com nenhuma outra proteína nos bancos de dados e, portanto, a estratégia comparativa não pode ser utilizada. Dessa forma, possivelmente se estaría diante de um novo enovelamento proteico o que endossa por si só a necessidade de mais estudos estruturais. O entendimento das bases estruturais que determinam a especificidade de certo ligante por uma proteína é um dos desafios da biologia estrutural. A Cristalografia de Proteínas (CRP) e a Ressonância Magnética Nuclear (RMN) são métodos bem estabelecidos para o estudo da estrutura terciária de proteínas e suas interações. Essas técnicas permitem que se obtenham estruturas de proteínas e complexos proteicos ao nível atômico e são as técnicas de referência para determinação estrutural de proteínas. Apesar do altíssimo detalhamento estrutural fornecido por essas técnicas, ambas apresentam uma aplicabilidade limitada para proteínas em geral devido a algumas restrições experimentais, dentre as quais se destaca a necessidade de uma grande quantidade de amostra (da ordem de vários miligramas) com alto grau de pureza. No caso de RMN, há ainda a necessidade de a amostra ser estável em algum dos tampões que não interfiram na análise por um longo intervalo de tempo (dias a semanas) a temperatura ambiente além do fato de que os instrumentos atuais restringem o tamanho máximo da amostra a aproximadamente 50 kDa, o que muitas vezes representa a massa de um único componente de um complexo proteico. A CRP por sua vez requer que a amostra esteja na forma de monocristal. Essa limitação é ainda mais restritiva quando se pretende caracterizar complexos proteicos devido à maior dificuldade em se obter complexos puros em grande quantidade, ao maior tamanho do sistema e a maior dificuldade em se obter monocristais de tais espécies. Nesse sentido, há interesse no desenvolvimento e aplicação de métodos de determinação estrutural de proteínas com uma abordagem integrativa. A utilização da espectrometria de massas para a caracterização de proteínas é extremamente interessante uma vez que une as vantagens intrínsecas da técnica, como alta sensibilidade, rapidez, versatilidade, facilidade de operação e alta confiabilidade dos resultados. Essas características impulsionam o desenvolvimento em espectrometria de massas para a análise de estruturas terciárias e quaternárias de proteínas, em que troca de hidrogênio/deutério e utilização de agentes de ligação cruzada unidos à modelagem molecular se destacam como ferramentas indispensáveis na resolução destes problemas. (AU)