Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ramos Junior, Sergio Luiz
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-10102018-162854/
Resumo: A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada que afeta milhares de pessoas podendo até levar a óbito em sua forma visceral. Durante o seu ciclo de vida, o parasita passa por diversas mudanças ambientais como mudança de temperatura e pH, principalmente quando da transfecção do inseto vetor para o hospedeiro mamífero. Tais mudanças geram estresse celular que pode levar proteínas ao enovelamento incorreto assim como a processos agregativos, sendo necessários sistemas de controle de qualidade proteico para manter a homeostase celular, do qual fazem parte as chaperonas moleculares. Chaperonas como a Hsp100, ajudam a manter a homeostase celular e a adaptação desempenhando um papel importante para protozoários como a Leishmania braziliensis, causador da leishmaniose. A Hsp100 tem papel desagregase, atuando com outras chaperonas moleculares para a extração de polipeptídios de agregados proteicos possibilitando seu desenovelamento e posterior reenovelamento, evitando seu efeito tóxico sobre a célula. A Hsp100 parece ser essencial para esses microrganismos, no entanto não há muito dados disponíveis para Hsp100 em Leishmania sp. e Plasmodium sp. Neste trabalho está descrito o protocolo para expressão e purificação da Hsp100 recombinante de L. braziliensis (rLbHsp100), assim como sua caracterização estrutural e funcional inicial in vitro. A proteína foi analisada por espectropolarimetria de dicroísmo circular, apresentando estrutura típica de proteínas ricas em hélices α, a fluorescência estática de triptofano demonstrou que a proteína possui estrutura terciária local com seus triptofanos parcialmente expostos ao solvente. Por cromatografia de exclusão molecular analítica, observou-se que a LbHsp100 se comporta como um oligômero cujo estado é influenciado tanto pela concentração proteica como pela presença de nucleotídeos adenosina. Análises por ultracentrifugação analítica evidenciaram que a rLbHsp100 em solução apresenta um equilíbrio de diversas espécies havendo deslocamento para um hexâmero de maneira concentração dependente. Análises de SAXS confirmaram a estrutura hexamérica e proporcionaram a obtenção de um modelo ab initio da proteína. Através de microscopia eletrônica de transmissão pode-se observar a forma toróide e a dispersividade do sistema. Por fim, atestou-se que a proteína foi obtida funcional com fraca atividade ATPásica, apresentando também interações com nucleotídeos adenosina (ATP e ADP) assim como com a suramina.
id USP_fd2c079b333701d89dfb8115efc0b403
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-10102018-162854
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionaisCharacterization of the Hsp100 chaperone of Leishmania braziliensis: structural and functional studieschaperonachaperoneHsp100Hsp100leishmaniasisleishmanioseA leishmaniose é uma doença tropical negligenciada que afeta milhares de pessoas podendo até levar a óbito em sua forma visceral. Durante o seu ciclo de vida, o parasita passa por diversas mudanças ambientais como mudança de temperatura e pH, principalmente quando da transfecção do inseto vetor para o hospedeiro mamífero. Tais mudanças geram estresse celular que pode levar proteínas ao enovelamento incorreto assim como a processos agregativos, sendo necessários sistemas de controle de qualidade proteico para manter a homeostase celular, do qual fazem parte as chaperonas moleculares. Chaperonas como a Hsp100, ajudam a manter a homeostase celular e a adaptação desempenhando um papel importante para protozoários como a Leishmania braziliensis, causador da leishmaniose. A Hsp100 tem papel desagregase, atuando com outras chaperonas moleculares para a extração de polipeptídios de agregados proteicos possibilitando seu desenovelamento e posterior reenovelamento, evitando seu efeito tóxico sobre a célula. A Hsp100 parece ser essencial para esses microrganismos, no entanto não há muito dados disponíveis para Hsp100 em Leishmania sp. e Plasmodium sp. Neste trabalho está descrito o protocolo para expressão e purificação da Hsp100 recombinante de L. braziliensis (rLbHsp100), assim como sua caracterização estrutural e funcional inicial in vitro. A proteína foi analisada por espectropolarimetria de dicroísmo circular, apresentando estrutura típica de proteínas ricas em hélices α, a fluorescência estática de triptofano demonstrou que a proteína possui estrutura terciária local com seus triptofanos parcialmente expostos ao solvente. Por cromatografia de exclusão molecular analítica, observou-se que a LbHsp100 se comporta como um oligômero cujo estado é influenciado tanto pela concentração proteica como pela presença de nucleotídeos adenosina. Análises por ultracentrifugação analítica evidenciaram que a rLbHsp100 em solução apresenta um equilíbrio de diversas espécies havendo deslocamento para um hexâmero de maneira concentração dependente. Análises de SAXS confirmaram a estrutura hexamérica e proporcionaram a obtenção de um modelo ab initio da proteína. Através de microscopia eletrônica de transmissão pode-se observar a forma toróide e a dispersividade do sistema. Por fim, atestou-se que a proteína foi obtida funcional com fraca atividade ATPásica, apresentando também interações com nucleotídeos adenosina (ATP e ADP) assim como com a suramina.Leishmaniasis is a neglected tropical disease that affects thousands of people and may even lead to death in its visceral form. During its life cycle, the parasite undergoes several environmental changes such as temperature and pH changes, especially when transfecting from the vector insect into the mammalian host. Such changes generate a cellular stress that can lead to misfolding as well as to aggregative processes, therefore a protein quality control system is necessary to maintain cell homeostasis, which includes molecular chaperones. Chaperones such as Hsp100 can help maintain cellular homeostasis and adaptation playing an important role for protozoa such as Leishmania braziliensis, which causes leishmaniasis. The Hsp100 has a disaggregase action, acting with other proteins of the chaperone system to extract polypeptides from protein aggregates, allowing their unfolding and subsequent refolding, avoiding their toxic effect on the cell. Hsp100 appears to be essential for these microorganisms, however there is not much data available for Hsp100 in Leishmania sp. and Plasmodium sp. This work describes the protocol for expression and purification of the recombinant Hsp100 of Leishmania braziliensis (rLbHsp100), as well as its initial in vitro characterization. The protein was analyzed by circular dichroism spectropolarimetry, presenting a typical structure of ?-helix rich protein as well as a concentration-dependent structure gain, static fluorescence of tryptophan demonstrated that the protein has local tertiary structure with its tryptophans partially exposed to the solvent. Analytical size exclusion chromatography showed that LbHsp100 behaves as an oligomer whose state is influenced by both the concentration and the presence of adenosine nucleotides. Analysis by analytical ultracentrifugation has shown that the rLbHsp100 in solution exhibits an equilibrium of several species shifting towards a hexamer in a concentration dependent manner. SAXS analyzes confirm the hexameric structure and had provide an ab initio model for the protein. Transmission electron microscopy shows the toroidal form and dispersivity of the system. Finally, the obtained protein had showed catalytic function, and also interacted with adenosine nucleotides (ATP and ADP) as well as suramine.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBorges, Júlio CésarRamos Junior, Sergio Luiz2018-08-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-162854/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2018-11-01T16:25:01Zoai:teses.usp.br:tde-10102018-162854Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212018-11-01T16:25:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
Characterization of the Hsp100 chaperone of Leishmania braziliensis: structural and functional studies
title Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
spellingShingle Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
Ramos Junior, Sergio Luiz
chaperona
chaperone
Hsp100
Hsp100
leishmaniasis
leishmaniose
title_short Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
title_full Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
title_fullStr Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
title_full_unstemmed Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
title_sort Caracterização da chaperona Hsp100 de Leishmania braziliensis: estudos estruturais e funcionais
author Ramos Junior, Sergio Luiz
author_facet Ramos Junior, Sergio Luiz
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Borges, Júlio César
dc.contributor.author.fl_str_mv Ramos Junior, Sergio Luiz
dc.subject.por.fl_str_mv chaperona
chaperone
Hsp100
Hsp100
leishmaniasis
leishmaniose
topic chaperona
chaperone
Hsp100
Hsp100
leishmaniasis
leishmaniose
description A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada que afeta milhares de pessoas podendo até levar a óbito em sua forma visceral. Durante o seu ciclo de vida, o parasita passa por diversas mudanças ambientais como mudança de temperatura e pH, principalmente quando da transfecção do inseto vetor para o hospedeiro mamífero. Tais mudanças geram estresse celular que pode levar proteínas ao enovelamento incorreto assim como a processos agregativos, sendo necessários sistemas de controle de qualidade proteico para manter a homeostase celular, do qual fazem parte as chaperonas moleculares. Chaperonas como a Hsp100, ajudam a manter a homeostase celular e a adaptação desempenhando um papel importante para protozoários como a Leishmania braziliensis, causador da leishmaniose. A Hsp100 tem papel desagregase, atuando com outras chaperonas moleculares para a extração de polipeptídios de agregados proteicos possibilitando seu desenovelamento e posterior reenovelamento, evitando seu efeito tóxico sobre a célula. A Hsp100 parece ser essencial para esses microrganismos, no entanto não há muito dados disponíveis para Hsp100 em Leishmania sp. e Plasmodium sp. Neste trabalho está descrito o protocolo para expressão e purificação da Hsp100 recombinante de L. braziliensis (rLbHsp100), assim como sua caracterização estrutural e funcional inicial in vitro. A proteína foi analisada por espectropolarimetria de dicroísmo circular, apresentando estrutura típica de proteínas ricas em hélices α, a fluorescência estática de triptofano demonstrou que a proteína possui estrutura terciária local com seus triptofanos parcialmente expostos ao solvente. Por cromatografia de exclusão molecular analítica, observou-se que a LbHsp100 se comporta como um oligômero cujo estado é influenciado tanto pela concentração proteica como pela presença de nucleotídeos adenosina. Análises por ultracentrifugação analítica evidenciaram que a rLbHsp100 em solução apresenta um equilíbrio de diversas espécies havendo deslocamento para um hexâmero de maneira concentração dependente. Análises de SAXS confirmaram a estrutura hexamérica e proporcionaram a obtenção de um modelo ab initio da proteína. Através de microscopia eletrônica de transmissão pode-se observar a forma toróide e a dispersividade do sistema. Por fim, atestou-se que a proteína foi obtida funcional com fraca atividade ATPásica, apresentando também interações com nucleotídeos adenosina (ATP e ADP) assim como com a suramina.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-08-03
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-162854/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-162854/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256924511272960