Desenvolvimento de métodos para elucidação de estruturas cristalográficas e estudos estruturais do mecanismo tóxico de fosfolipases A2 homólogas de veneno de serpente

Resumo

A maioria dos acidentes ofídicos na América Latina são provocados por serpentes do gênero Bothrops, sendo uma de suas consequências, a necrose muscular, não neutralizada pela administração do soro antiofídico. Fosfolipases A2 homólogas (homPLA2s) são geralmente abundantes no veneno botrópico e uma das toxinas responsáveis pela necrose muscular. HomPLA2s são miotóxicas pela capacidade de perturbar membrana celular através de um mecanismo não catalítico não totalmente elucidado. Usualmente, estas toxinas são obtidas diretamente do veneno das serpentes, sendo sua purificação um desafio pela coexistência de diferentes isoformas. Cristais destas amostras podem conter espécies heterogêneas não totalmente caracterizadas. Abordaremos esta questão propondo um algoritmo, chamado de SEQUENCE SLIDER (SLIDER), que avalie diferentes possibilidades de sequências contra dados cristalográficos. Calibraremos este algoritmo com os dados disponíveis de homPLA2s no banco de dados e o aplicaremos a elucidação de estruturas desconhecidas. Ademais, o cenário de incerteza da sequência é imediatamente aplicável ao programa de faseamento ARCIMBOLDO ao tratar dados de resolução mais baixa que o seu escopo usual de 2,0 Å. Desenvolveremos SLIDER para aumentar os modelos parciais do ARCIMBOLDO, comumente compostos de polialanina, incorporando cadeias laterais e estendendo este método de faseamento a mais baixas resoluções. Por outro lado, avaliando as estruturas cristalográficas de homPLA2s, relacionaremos sua flexibilidade oligomérica ao seu mecanismo ação, visto que sua configuração dimérica e seus resíduos expostos são essenciais à miotoxicidade. Avaliaremos também esta flexibilidade através de análises de Modos Normais de baixa frequência, já que estes podem descrever movimentos reais relacionados com propriedades biológicas fundamentais. Para tanto, estabeleceremos a relação entre a exposição destes resíduos importantes, o movimento natural entre monômeros e o rompimento da membrana. Desta forma, os objetivos deste projeto são de desenvolver e implementar um novo algoritmo que auxilie na elucidação de estrutura de toxinas e de relacionar mecanismo de ação de homPLA2s à sua flexibilidade estrutural. (AU)