Caracterização do papel do sistema HSP70 e da chaperona HSP22 como um complexo de desagregase em humanos

Resumo

As chaperonas da família Hsp70 possuem papel central na rede de interação celular de chaperonas moleculares. Elas participam de muito processos biológicos envolvendo proteostase celular, incluindo enovelamento de polipeptídeos recém-sintetizados para sua estrutura nativa, prevenção da agregação, solubilização e reenovelamento de proteínas mal enoveladas e transporte de proteínas através de membranas. Para realizar todas essas funções, Hsp70 geralmente depende de várias co-chaperonas que regulam sua atividade ATPásica e sua afinidade por substrato, em especial as proteínas das famílias Hsp40 e Hsp110 (NEF). Embora o ciclo de ATPase do sistema Hsp70 seja relativamente bem conhecido, informações estruturais dos grandes complexos formados por Hsp70, Hsp40, Hsp110 e proteína cliente ainda são limitadas devido à sua natureza transiente. Além da falta de informações estruturais sobre esses complexos, informações funcionais também são escassas e precisam ser mais investigadas. O acúmulo intracelular de agregados protéicos é uma característica marcante de células sob condição de estresse e pode causar sérias ameaças à saúde de um organismo, geralmente culminando em diversas doenças neuro-degerativas, como Huntington, Alzheimer e Parkinson. Apesar de metazoários não possuírem a principal chaperona desagregase Hsp100, eles são capazes de eliminar agregados protéicos de suas células. Essa questão estava mal resolvida até que, recentemente, foi demonstrada a atividade de desagregação de proteínas utilizando chaperonas purificadas humanas e de C. elegans. Foi observado que é o complexo formado por interações entre co-chaperonas Hsp40 de classe A e B, Hsp70 e Hsp110 os essenciais para reativar agregados protéicos após estresse térmico. Além disso, essa atividade de desagregase depende também da presença de uma chaperona de levedura (Hsp26) da família sHsp, contudo o mecanismo pelo qual esta sHsp está envolvida no processo ainda precisa ser estudado mais detalhadamente. Dessa forma, devido à importância deste sistema na biologia do controle de qualidade protéico celular, o objetivo deste projeto é investigar o sistema de desagregase com chaperonas moleculares humanas. Para isso, os objetivos são: (1) estabelecer um protocolo de purificação de uma sHsp humana (HspB8/Hsp22) e caracterizar in vitro seu papel no processo de desagregação; (2) investigar o papel desta chaperona Hsp22, como potencial parceiro do complexo Hsp70/Hsp40/Hsp110, nos processos de desagregação atraves de experimentos com cultura de células; (3) caracterizar o efeito das co-chaperonas Hsp40 classes A e B na atividade da Hsp70 humana. (AU)