Caracterização funcional da E3 ubiquitina-ligase SCF(Fbxo7/PARK15) na via oncogênica Wnt e homeostase mitocondrial

Resumo

Fbxo7 é uma das 69 proteínas do tipo F-box (Fbx) em humanos que interage com SKP1, Cullina e RBX para formar o complexo E3 ubiquitina-ligase denominado SCF(Fbxo7) que medeia ubiquitinação de seus substratos. A proteína Fbxo7 está diretamente associada a diferentes tipos de câncer, sendo expressa em linhagens de tumores epiteliais (adenocarcinoma colorretal e pulmão) mas não nesses tecidos normais. Além disso, quatro mutações em FBXO7/PARK15 (T22M, R378G, R481C e R498X) foram encontradas em pacientes com Doença de Parkinson (DP) que apresentavam deficiência no processo de mitofagia. Embora a SCF(Fbxo7) seja a quinta mais abundante E3 ligase do tipo SCF em humanos, apenas poucos substratos dessa E3 ligase são conhecidos e nenhum deles explica seu papel em processos associados a essas patologias. Utilizando microarranjos de proteínas (protoarrays) em reações de ubiquitinação in vitro, identificamos 366 novos substratos de SCF(Fbxo7), dos quais 3 (GSK3², TOMM20 e UXT) foram validados. Eles estão envolvidos na via Wnt, homeostase mitocondrial e sinalização via NF-ºB, respectivamente. Mapeamos a região de interação e as cadeias de ubiquitina que SCF(Fbxo7) introduziu em dois deles. Em GSK3² levou a sua inibição e consequente ativação da via Wnt por um mecanismo desconhecido. A poliubiquitinação de TOMM20 via lisina 63 é um sinal de regulação de sua função, mas seus efeitos na homeostase mitocondrial e mitofagia não foram avaliados. A presente proposta tem como objetivo caracterizar a relação funcional de Fbxo7 com TOMM20 e GSK3² nos processos de homeostase mitocondrial e via Wnt, respectivamente. Esperamos determinar os mecanismos de regulação desses processos por SCF(Fbxo7) e com isso contribuir com o entendimento dos mecanismos moleculares que vinculam essa E3 ligase ao câncer e Doença de Parkinson. (AU)