Caracterização estrutural, funcional e estabilidade térmica das proteínas humanas HspA5 e HspA8: uma abordagem comparativa

• Autor(a) principal: Silva, Noeli Soares Melo da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-30062021-152518/
• topic: Homo sapiens; Homo sapiens; HSPA5; HSPA5; HSPA8; HSPA8; chaperonas moleculares; Hsp70; Hsp70; molecular chaperones

As proteínas de choque térmico (Hsps) são componentes importantes do controle de qualidade proteico celular (PQC), atuando na síntese, enovelamento, transporte de proteínas e marcação de proteínas para degradação. O componente central no PQC é a família Hsp70, que consiste em chaperonas moleculares altamente conservadas, ubíquas e ATP-dependentes. Estas chaperonas podem assumir diferentes conformações que são reguladas por sua associação dinâmica com os nucleotídeos adenosina (ATP e ADP), bem como por sua interação com co-chaperonas e proteínas-clientes. Nos seres humanos existem várias proteínas Hsp70, sendo a maioria delas encontrada no citoplasma, enquanto outras são específicas de organelas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar estruturalmente e funcionalmente as proteínas Hsp70 humanas citossólica (HspA8) e do retículo endoplasmático (HspA5), por meio de metodologias similares. Para tal, as proteínas hHsp70 recombinantes foram expressas, purificadas e então caracterizadas quanto à estrutura, estabilidade e função por meio de testes biofísicos. Os resultados mostram que as proteínas HspA5 e HspA8 foram produzidas em suas formas enoveladas, com conteúdo de estrutura secundária majoritário em hélices-? e como monômeros levemente alongados em solução. Tais Hsp70 apresentaram estabilidades química e térmica similares, contudo foram observadas duas transições térmicas para a HspA5 e três para a HspA8, indicando diferenças estruturais que resultam em estabilidades térmicas distintas. A presença de nucleotídeos adenosina causou alterações nos conteúdos de estrutura secundária e terciária em ambas as proteínas, os quais também causaram a estabilização térmica das hHsp70. A presença dos íons Ca2+ e Mg2+ favoreceu a ligação das hHsp70 aos nucleotídeos ATP e ADP de formas distintas, e diferentemente da HspA5, a proteína HspA8 interagiu com o Ca2+ mesmo na ausência dos nucleotídeos. Um processo termodinamicamente regido por entalpia e entropia foi observado para a interação dos nucleotídeos adenosina com as proteínas HspA5 e HspA8. As hHsp70 apresentaram atividade ATPásica similar e relativamente baixa, contudo a afinidade da HspA5 pelo ATP foi maior do que a da HspA8. Adicionalmente, as proteínas HspA5 e HspA8 foram eficazes na prevenção da agregação de proteínas-clientes modelo, apresentando diferentes especificidades. Em suma os dados obtidos demonstram que, embora compartilhem 66% de identidade, as proteínas humanas HspA5 e HspA8 apresentam peculiaridades estruturais e funcionais, enriquecendo, portanto, o conhecimento acerca de tais macromoléculas.