Estudos da resposta estringente de B.subtilis e busca por pequenas moléculas moduladoras de RelA

Resumo

Seja no meio ambiente, dentro de um hospedeiro ou em outro habitat, bactérias estarão frequentemente enfrentando condições adversas, como exposição a compostos antibacterianos ou carência nutricional. Em situações como essas, as bactérias são capazes de ativar a chamada "resposta estringente", a qual é modulada pelo alarmônio (p)ppGpp. Classicamente, a resposta estringente foi descoberta como uma adaptação bacteriana à carência de aminoácidos, ajustando o metabolismo celular para manter sua viabilidade. A carência de aminoácidos leva ao acúmulo intracelular de (p)ppGpp e este nucleotídeo promove a inibição da transcrição de rRNAs e tRNAs e a supressão do processo de tradução, ao mesmo tempo em que ativa diversos operons de biossíntese de aminoácidos. Sabe-se também hoje que a resposta estringente está relacionada a outras importantes carências nutricionais em E.coli, como por exemplo falta de ácidos graxos, porém não se sabe se o mesmo ocorre em B.subtilis ou em outras gram-positivas. Os níveis intracelulares de (p)ppGpp são regulados por enzimas da família RelA/SpoT, que sintetetizam e hidrolizam este segundo mensageiro. Ao longo dos anos, descobriu-se que (p)ppGpp atua afetando direta e indiretamente vários outros processos celulares, como motilidade, resistência a antibióticos, virulência e persistência, indicando que (p)ppGpp é um regulador central que integra informação metabólica e respostas adaptativas. Em face a esta constatação, a resposta estringente tem sido apontada como alvo potencial para o desenvolvimento de drogas capazes de sensibilizar cepas patogênicas a antibióticos, diminuir a virulência e a persistência de microrganismos. Moléculas que sejam capazes de diminuir os níveis internos de (p)ppGpp poderiam constituir novas armas no combate ao crescente problema de resistência a antimicrobianos. Assim, o presente trabalho tem como um de seus objetivos buscar em uma biblioteca de 12000 diferentes compostos químicos moléculas capazes de interagir diretamente com a enzima RelA de B.subtilis e impedir a síntese e/ou aumentar a hidrólise de (p)ppGpp. Um outro ângulo importante deste projeto é estudar a relação entre a resposta estringente de B.subtilis e a carência de ácidos graxos. Pretendemos determinar se a falta de ácidos graxos induz acúmulo de (p)ppGpp e como este nucleotídeo contribui para a preservação da viabilidade nestas condições. Investigaremos também como é a via de transdução de sinal que conecta a falta de um nutriente (ácidos graxos, neste caso) à ativação da enzima RelA. (AU)