Expressão e purificação de proteinas relacionadas a epilepsia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Murai, Marcelo Jun, 1978-
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605397
Resumo: Orientador: Iscia Teresinha Lopes-Cendes
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spelling Expressão e purificação de proteinas relacionadas a epilepsiaExpression and purification of epilepsy related proteinsEpilepsias parciaisEpilepsia mioclônica juvenilPartial epilepsiesJuvenile myoclonic epilepsyOrientador: Iscia Teresinha Lopes-CendesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Os genes LGI1 e EFHC1 não codificam canais iônicos; entretanto, afetam indiretamente a corrente nesses canais em síndromes epilépticas determinadas geneticamente. O gene LGI1 (do inglês Leucine-rich, glioma inactivated gene 1) está relacionado à epilepsia parcial autossômica dominante com sintomas auditivos. Recentemente, observou-se a interação de LGI1 com ADAM22 em um complexo que possivelmente regula a transmissão sináptica. A forma mutante da LGI1 é incapaz de se ligar à ADAM22, o que fortalece a hipótese de um mecanismo relacionado à perda de função nesta síndrome epiléptica. O gene EFHC1 (do inglês EF-hand domain C-terminal containing 1) foi encontrado mutado em algumas famílias com epilepsia mioclônica juvenil. Células transfectadas com EFHC1 apresentam maior taxa de apoptose, o que indica uma possível participação em morte celular programada. Clonamos e expressamos as proteínas humanas LGI1 em sua forma inteira (AA 1-557) e a porção C-terminal (AA 224-557; LGI1C), também chamada de domínio epitempina; as formas N-terminal (AA 78-364; EFHC1N), que compreende dois domínios DM10, e C-terminal (AA 403-640; EFHC1C) de EFHC1, formada por um domínio DM10 e um EF-hand putativo. Diversas fusões foram testadas com a proteína LGI1, seja inteira (GST, Trx, SUMO), seja a porção C-terminal (GST, Trx, NusA, MBP e SUMO), em diferentes cepas de Escherichia coli. Obteve-se proteína solúvel com NusALGI1C e MBP-LGI1C; entretanto, só foi possível a captura por cromatografia de afinidade à amilose com a fusão à MBP, na presença ou não da chaperonina GroEL. Apesar do protocolo de purificação de MBP-LGI1C ter sido estabelecido, a clivagem da cauda não foi eficiente, além de apresentar baixo rendimento. Espalhamento de luz dinâmico e SAXS mostraram que a proteína fusionada apresentava-se em um estado de forte agregação. As porções N- e C-terminal de EFHC1 foram clonadas com a fusão SUMO, apresentando alta solubilidade em bactéria. Essas construções foram capturadas em cromatografia de afinidade a níquel e submetidas à clivagem da cauda: obteve-se rendimento próximo de 100% com EFHC1C, enquanto que com a EFHC1N não houve reação. EFHC1C clivada foi separada da cauda e passou por mais um passo de purificação, para polimento. Espectroscopia de dicroísmo circular mostrou que esta porção é composta principalmente por a-hélices e a temperatura de transição foi determinada em 54,5ºC, na presença ou ausência de agente redutor DTT, indicando alta estabilidade. Espalhamento de luz dinâmico e SAXS mostraram que a proteína está monodispersa e modelagem computacional econstituindo o envelope da EFHC1C por SAXS indica uma forma prolata. Em relação à EFHC1N, observou-se a presença de duas populações distintas de proteínas por SAXS e por filtração em gelAbstract: Non-ion channel genes, as LGI1 and EFHC1, have been shown to indirectly affect ion channel currents in genetically determined epilepsy syndromes. LGI1 (Leucine-rich, glioma inactivated gene 1) is linked to a rare form of partial epilepsy (autosomal dominant partial epilepsy with auditory features, ADPEAF). Recently, LGI1 protein was associated with ADAM22 in a complex that regulates synaptic transmission. The mutated form of LGI1 is incapable of binding to ADAM22, leading to a loss of function mechanism causing ADPEAF. EFHC1 is mutated in some families with juvenile myoclonic epilepsy (JME). It has been observed that EFHC1 transfected cells have a higher rate of apoptosis; therefore, it seems that EFHC1 protein could be involved in programmed cell death. We have successfully cloned and expressed the full form (AA 1-557) and C-terminal epitempin domain of human LGI1 (AA 224-557); and the N-terminus (AA 78-364; named EFHC1N), comprasing two DM10 domains in tandem, and the C-terminus portion of human EFHC1 (AA 403-640; named EFHC1C), comprising one DM10 domain and the EF-hand motif. Several fusion constructs were tested with full LGI1 (GST, Trx and SUMO) and C-terminal half (GST, Trx, NusA, MBP and SUMO) in different Escherichia coli strains. Soluble protein was obtained with NusA-LGI1C and MBP-LGI1C, but only MBP-LGI1C was captured by affinity amilose in the presence or absence of chaperonine GroEL. Despite the fact that we suceffuly established a purification protocol for MBP-LGI1C, tag cleavage presented low yield. Dinamic light scattering and SAXS showed that LGI1C fused to MBP was strongly aggregated. Furthermore, the N- and C-terminal of EFHC1 were cloned with SUMO fusion and showed high solubility in bacteria. These constructions were captured by nickel affinity chromatography and submitted to cleavage reaction. Near complete cleavage was achieved with EFHC1C, but no cleavage was obtained with EFHC1N. SUMO tag was separeted from EFHC1Cand a final purification step was performed. Circular dichroism spectroscopy showed that EFHC1C is composed mainly by a-helices and transition temperature in the presence or absence of reducing agent DTT was 54.5ºC, indicating high stability. Dynamic light scattering and SAXS showed that EFHC1C is in a monodisperse state and presents a prolate shape. EFHC1N presents two different populations of proteins, as determined by SAXS and size exclusion chromatographyDoutoradoGenética Animal e EvoluçãoDoutor em Genética e Biologia Molecular[s.n.]Lopes-Cendes, Íscia Teresinha, 1964-Barbosa, João Alexandre Ribeiro GonçalvesFalcao, Paula Regina KuserMaia, Ivan de GodoyPessine, Francisco Benedito TeixeiraUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMurai, Marcelo Jun, 1978-20072007-08-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf127p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605397MURAI, Marcelo Jun. Expressão e purificação de proteinas relacionadas a epilepsia. 2007. 127p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605397. 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