Reconhecimento molecular de septinas: estudos da interface entre SEPT7 e SEPT12

• Autor(a) principal: Castro, Danielle Karoline Silva do Vale
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-04122018-135816/
• topic: biologia estrutural e GTPases; GTPases; proteínas; proteins; septinas; septins; structural biology

A família das septinas caracteriza-se pela capacidade de ligar nucleotídeos de guanina e de se associarem formando filamentos. Diversas funções biológicas têm sido reportadas para esses filamentos e sua dissociação pode estar relacionada a patologias. A septina 12 humana expressa especificamente em testículos, foi identificada em filamentos que compõem o annulus do espermatozoide, cuja integridade está relacionada com a morfologia deste. Embora muitos estudos tenham sido reportados, vários aspectos das bases moleculares e fisiológicas de sua função e automontagem permanecem desconhecidos. Neste trabalho, procurou-se obter informações estruturais para o domínio de ligação ao nucleotídeo da SEPT12 (SEPT12G), do mutante SEPT12GT89M e do heterodímero SEPT7-SEPT12. A expressão destas proteínas foi realizada em células de E. coli da linhagem Rosetta(DE3) pelos vetores de expressão pET28a(+) e pETDuet-1. As etapas de purificação foram cromatografia de afinidade e exclusão molecular. A proteína SEPT12G foi submetida à avaliação do estado oligomérico, fluorescência intrínseca, ensaios de conteúdo de nucleotídeo, atividade GTPásica e transição térmica. O heterodímero SEPT7-SEPT12 foi submetido à avaliação do estado oligomérico e conteúdo de nucleotídeo. Ensaios de cristalização foram realizados para todas as proteínas. A coleta de dados realizada na linha I24 do Diamond Light Source (Didcot, Inglaterra) resultou em conjuntos de dados de alta resolução para a SET12G, SEPT12GT89M e baixa resolução para a SEPT7NGc. Os estudos biofísicos mostraram que a SEPT12G foi obtida em sua forma nativa ou, seja, capaz de ligar e hidrolisar o nucleotídeo GTP e que o heterodímero obtido apresentou ambas as proteínas. As estruturas cristalográficas foram resolvidas e permitiram realizar observações importantes para o grupo I das septinas humanas (SEPT3, SEPT9 e SEPT12). Para a SEPT12 pôde-se observar como a mudança que ocorre no motivo G4 pode alterar a estabilidade da interface G. No contexto do grupo I esta estrutura permitiu concluir que todas as proteínas deste subgrupo podem formar duas interfaces NC, dos tipos aberta e fechada. Além disso, reforçou a observação da orientação diferencial da hélice α5\', cuja função ainda não está esclarecida, mas sem dúvidas é um diferencial que caracteriza este grupo, possivelmente relacionado com a ancoragem da região polibásica na conformação aberta. A estrutura cristalográfica do mutante SEPT12T89M permitiu observar que a mutação levou a uma alteração na primeira esfera de coordenação do íon Mg2+, mudança que interrompe o mecanismo do switch universal e deixa a proteína catalíticamente inativa. Por fim, o estudo cristalográfica do complexo entre a SEPT12 e SEPT7 não foi possível, uma vez que todas as tentativas resultaram em cristais contendo apenas a SEPT7, o que pode ser consequência da precipitação da SEPT12 ou da condição de cristalização utilizada, que desestabiliza o heterodímero.