Exosítios de proteínas, sítios crípticos e moonlighting: identificação, mapeamento funcional e efeitos de alteração estrutural

Resumo

O interior dos organismos constitui ambientes complexos e dinâmicos, com pouca semelhança com os experimentos realizados com proteínas isoladas. Dados sobre as possíveis interações nas quais proteínas específicas podem participar, dentro desses ambientes fisiológicos repletos de biomoléculas, são fundamentais para entender os múltiplos papéis que muitas vezes são desempenhados pelas proteínas. Dados estruturais de alta resolução foram fundamentais para caracterizar e definir os parâmetros estereoquímicos que promovem e definem a ligação de peptídeos, inibidores de proteínas e substratos aos locais ativos das enzimas, a ponto de agora termos uma compreensão muito abrangente de interações específicas e catalíticas, mecanismos que facilitam o projeto e o desenvolvimento de inibidores sintéticos e drogas altamente seletivas. Em um nível mais sutil, as superfícies das proteínas geralmente contém os locais de ligação secundários (exosítios), que desempenham papéis-chave na regulação e modulação de diversas atividades, que vão desde a expressão gênica, estabilização conformacional, transporte, inibição e, por extensão, modulação e exibição de funções distintas ou multitarefas da mesma enzima em resposta a mudanças que nas condições físico-químicas são pouco compreendidas. Esta proposta combina técnicas de alto rendimento / alta resolução, como exibição de fagos, metabolômica, biologia estrutural, biologia computacional, juntamente com métodos computacionais baseados em fragmentos para mapear, selecionar e avaliar superfícies de proteínas e sítios de ligação criptográficos que interagem especificamente com peptídeos e proteínas e identificar as interações proteína-proteína dinâmicas subjacentes que ocorrem sob diferentes condições fisiológicas. O núcleo desta proposta está centrado em proteínas de relevância biológica, que estão sendo estudadas atualmente em nosso grupo de pesquisa, para entender suas interações com peptídeos e com outras proteínas para discernir seus possíveis papéis múltiplos. A equipe envolvida nesta proposta é formada por pesquisadores que já estabelecem colaborações por anos, as quais renderam diversos artigos científicos e patentes.