Estudos estruturais e correlações com a função biológica entre formas nativas, desnaturada e reenoveladas, investigadas por métodos espectroscópicos, proteínas de interesse biotecnológico

Abstract

Entender como e por que as proteínas adotam um enovelamento específico, entre todos os possíveis, e só neste têm atividade biológica é um dos problemas mais interessantes da natureza. O conhecimento da estrutura tridimensional de um grande número de proteínas mostra que estas podem adotar o mesmo enovelamento com seqüências muito diferentes. Isso implica que, desenvolvendo-se um método para se enovelar uma proteína de certa família, o enovelamento dos demais membros desta família estaria determinado. Nos estudos sobre mecanismos de enovelamento reenovelamento de proteínas são utilizados métodos bioquímicos, biofísicos e teóricos, sendo que "in vitro", o estado inicial deste estudo é a proteína desnaturada e a recuperação de sua atividade biológica deve ser a prova de seu reenovelamento. Em linhas gerais a proteína desnaturada se colapsa numa forma mais compacta, não polar, e forma estruturas secundárias com pouca estabilidade termodinâmica, a seguir o desenvolvimento da estrutura secundária se completaria, ao mesmo tempo em que ocorreria a formação da estrutura terciária pelas interações não covalentes, originando a forma final da estrutura da proteína. Nosso grupo vem desenvolvendo estudos sobre a estabilidade estrutural de proteínas nativas e recombinantes, que sejam de interesse biotecnológico, e quando possível, o processo de reenovelamento é acompanhado por métodos espectroscópicos e recuperação de sua atividade biológica. No presente projeto serão estudadas representantes de duas classes de proteínas: lectinas e enzimas recombinantes. Lectnas são proteínas ligantes de carboidratos e de glicoconjugados e estão envolvidas numa grande diversidade de fenômenos. Lectinas de origem vegetal, estão envolvidas em fenômenos de defesa destes, como também funcionam como proteínas de reserva. Elas participam tanto "in vivo como in vitro", de fenômenos de reconhecimento de carboidratos na superfície celular, bem como no esclarecimento da estrutura destes. Também são empregadas para purificação de glicoproteínas como IgG, receptores de hormônios, etc, o que faz delas ferramentas muito empregadas em biotecnologia. Lectinas de Moráceas (gênero Artocarpus): Frutalina e KM+ e lectinas de Cesalpinoídea, serão os alvos de nossos estudos. A expressão de algumas enzimas recombinantes, em particular de protozoários, que são vistas como potenciais alvos para o desenvolvimento de drogas inibidoras de suas funções, também vem sendo estudadas por nós. No presente projeto será abordado o estudo de uma enzima recombinante, de Leishmania tarentolae, a Adenina Fosforibosil Transferase (APRT) que tem a capacidade metabólica de absorver do meio circundante a adenina e converte-la a nucleotídeo pela chamada via de "recuperação" de purinas. Os tripanossomatídeos, em geral, utilizam a via de recuperação, ao invés da via Biosintética "de novo", como ocorre nos animais superiores. O protozoário Leishmania tarentolae é um organismo não patogênico, altamente relacionado em termos genéticos e bioquímicos às espécies de Leishmania parasitas. Este fato faz da L. tarentolae, e em particular da APRT, um interessante objeto de estudo já que esta enzima parece ser importante, se não indispensável, para a recuperação de purinas na forma infestante do parasita. Estes estudos terão como objetivo a caracterização estrutural, bem como o mecanismo de desnaturação e renaturação das proteínas KM+, Frutalina, lectinas de Caesalpinea e da enzima APRT. Para isto serão aliados métodos cromatográficos de alta resolução, métodos espectroscópicos (dicroísmo circular, fluorescência, ressonância paramagnética eletrônica e infra-vermelho) e métodos cristalográficos na expectativa de que o conhecimento das estruturas e dos mecanismos moleculares envolvidos nos fenômenos biológicos em que estas proteínas participam, propiciarão o desenvolvimento de drogas planejadas que interfiram com a atividade das mesmas.