Prions são definidos como partículas protéicas infecciosas compostas, quase que exclusivamente, por uma proteína conhecida como prion scrapie (PrPsc). O envolvimento dessas partículas na etiologia de doenças neurodegenerativas, tanto em homens como em animais, já está bem determinado. Acredita-se que o PrPsc seja sintetizado através de modificações pós-traducionais que ocorreriam na isoforma celular da proteína prion (PrPc), uma glicoproteína expressa constitutivamente na superfície de vários tipos celulares, principalmente de neurônios, ancorada na membrana plasmática por glicosil-fosfatidil inositol (GPI). Apesar de ser uma molécula conservada em várias espécies, a função de PrPc ainda permanece desconhecida. Interessados nos possíveis papéis fisiológicos desempenhados pelo PrPc, decidimos investigar certas interações que o PrPc poderia realizar com outras moléculas, na tentativa de se encontrar pistas sobre a função dessa proteína em células normais. Assim, nosso grupo identificou e vem caracterizando duas interações nas quais o PrPc está envolvido: com o seu receptor de 60-66 kDa e com a principal proteína não colagênica da matriz extracelular, a laminina (LN). Grande parte da caracterização dessas duas interações vem sendo desenvolvida graças ao uso de PrPc recombinante produzido em sistema heterólogo (em E.coli). O trabalho em questão trata principalmente da produção de PrPc recombinantes em sistema heterólogo e a utilização destes como importantes ferramentas para a melhor caracterização das interações identificadas. Alguns trabalhos na literatura vinham sugerindo a existência de um receptor para prions. Através da teoria da hidropaticidade complementar dos aminoácidos, nosso grupo foi capaz de identificar uma proteína de 60-66 kDa como sendo esse provável receptor. Ensaios de ligação in vitro utilizando PrPc recombinante, ou PrPc nativo (ancorado na superfície de células) confirmaram que a forma desse receptor presente na membrana (de 66 kDa) é capaz de se ligar ao PrPc. Com a ajuda de PrPc recombinante também foi possível verificar uma ligação específica, saturável e de alta afinidade (Kd da ordem de 10-8 M) entre PrPc e a LN. Através de ensaios de competição, utilizando peptídeos sintéticos correspondentes a domínios da LN já bem caracterizados e de funções estabelecidas, fomos capazes de mapear o sítio dessa molécula que se liga ao PrPc. A sequência identificada (RNIAEIIKDI) encontra-se na região C-terminal da cadeia γ1 da LN e, como demonstrado na literatura, esse domínio é responsável por estimular tanto a adesão celular, quanto o crescimento de neuritos em neurônios de cerebelo em cultura primária. De fato, resultados obtidos pelo nosso grupo indicam que a interação PrPc/LN participa no processo de neuritogênese. Experimentos de esquiva inibitória, realizados em colaboração com o grupo do Prof. Dr. Ivan Izquierdo (UFRGS) indicaram que a ligação PrPc/LN também desempenha um importante papel nos processos de memória e aprendizado. / Prions are defined as proteinaceous infectious particles that mediate the pathogenesis of certain neurodegenerative diseases, in humans and in animals. The prion particle is composed largely, if not entirely, by PrPsc (prion scrapie), a posttranslationaly modified isoform of the cellular host-encoded prion protein (PrPc). PrPc is a glycosylphosphatidylinositol anchored protein that is constitutively expressed by several cell types, mainly on neuronal cell surface. However, the physiological role of this conserved protein remains unclear. ínterested in this normal function of PrPc, our group decided to investigate some interactions that PrPc could be done with other molecules in order to find some clues about it. We have been identified and characterized two interactions that PrPc is involved: with its putative 60-66 kDa receptor and with laminin. In order to better characterize these interactions it was necessary to produce purified PrPc. In this work we will report the expression and the purification of mouse PrPc protein in heterologous system and its use as important tools to investigate the PrPc interactions. A specific cell surface receptor for PrPc has been predicted. Using the concept of complementary hydropathy, our group has identified a 60-66 kDa membrane protein in mouse brain, which seems to be a putative PrPc receptor. ln vitro binding assays using recombinant and native PrPc were able to confirm that the membrane receptor (66 kDa) binds PrPc. Recombinant PrPc was also useful to demonstrate a specific and high affinity (Kd around 10-8M) interaction between PrPc and laminin. In an attempt to map the PrPc binding site in this molecule, laminin peptides with established physiological functions were used in cornpetition binding assays. A peptide derived frorn C-terminal γ-1 chain of mouse laminin, RNIAEIIKDI, was the only one that was able to block the binding of laminin to PrPc, suggesting that this region comprises the PrPc binding site. It was reported in the literature that this peptide simulates the neurite outgrowth and cellular adhesion. In collaboration with Dr. Izquierdo\'s group (UFRGS) we demonstrated that the interaction characterized between this laminin\'s domain and PrPc is involved in the neuritogenesis process, as well as in learning and memory.

Prions são definidos como partículas protéicas infecciosas compostas, quase que exclusivamente, por uma proteína conhecida como prion scrapie (PrPsc). O envolvimento dessas partículas na etiologia de doenças neurodegenerativas, tanto em homens como em animais, já está bem determinado. Acredita-se que o PrPsc seja sintetizado através de modificações pós-traducionais que ocorreriam na isoforma celular da proteína prion (PrPc), uma glicoproteína expressa constitutivamente na superfície de vários tipos celulares, principalmente de neurônios, ancorada na membrana plasmática por glicosil-fosfatidil inositol (GPI). Apesar de ser uma molécula conservada em várias espécies, a função de PrPc ainda permanece desconhecida. Interessados nos possíveis papéis fisiológicos desempenhados pelo PrPc, decidimos investigar certas interações que o PrPc poderia realizar com outras moléculas, na tentativa de se encontrar pistas sobre a função dessa proteína em células normais. Assim, nosso grupo identificou e vem caracterizando duas interações nas quais o PrPc está envolvido: com o seu receptor de 60-66 kDa e com a principal proteína não colagênica da matriz extracelular, a laminina (LN). Grande parte da caracterização dessas duas interações vem sendo desenvolvida graças ao uso de PrPc recombinante produzido em sistema heterólogo (em E.coli). O trabalho em questão trata principalmente da produção de PrPc recombinantes em sistema heterólogo e a utilização destes como importantes ferramentas para a melhor caracterização das interações identificadas. Alguns trabalhos na literatura vinham sugerindo a existência de um receptor para prions. Através da teoria da hidropaticidade complementar dos aminoácidos, nosso grupo foi capaz de identificar uma proteína de 60-66 kDa como sendo esse provável receptor. Ensaios de ligação in vitro utilizando PrPc recombinante, ou PrPc nativo (ancorado na superfície de células) confirmaram que a forma desse receptor presente na membrana (de 66 kDa) é capaz de se ligar ao PrPc. Com a ajuda de PrPc recombinante também foi possível verificar uma ligação específica, saturável e de alta afinidade (Kd da ordem de 10-8 M) entre PrPc e a LN. Através de ensaios de competição, utilizando peptídeos sintéticos correspondentes a domínios da LN já bem caracterizados e de funções estabelecidas, fomos capazes de mapear o sítio dessa molécula que se liga ao PrPc. A sequência identificada (RNIAEIIKDI) encontra-se na região C-terminal da cadeia γ1 da LN e, como demonstrado na literatura, esse domínio é responsável por estimular tanto a adesão celular, quanto o crescimento de neuritos em neurônios de cerebelo em cultura primária. De fato, resultados obtidos pelo nosso grupo indicam que a interação PrPc/LN participa no processo de neuritogênese. Experimentos de esquiva inibitória, realizados em colaboração com o grupo do Prof. Dr. Ivan Izquierdo (UFRGS) indicaram que a ligação PrPc/LN também desempenha um importante papel nos processos de memória e aprendizado. / Prions are defined as proteinaceous infectious particles that mediate the pathogenesis of certain neurodegenerative diseases, in humans and in animals. The prion particle is composed largely, if not entirely, by PrPsc (prion scrapie), a posttranslationaly modified isoform of the cellular host-encoded prion protein (PrPc). PrPc is a glycosylphosphatidylinositol anchored protein that is constitutively expressed by several cell types, mainly on neuronal cell surface. However, the physiological role of this conserved protein remains unclear. ínterested in this normal function of PrPc, our group decided to investigate some interactions that PrPc could be done with other molecules in order to find some clues about it. We have been identified and characterized two interactions that PrPc is involved: with its putative 60-66 kDa receptor and with laminin. In order to better characterize these interactions it was necessary to produce purified PrPc. In this work we will report the expression and the purification of mouse PrPc protein in heterologous system and its use as important tools to investigate the PrPc interactions. A specific cell surface receptor for PrPc has been predicted. Using the concept of complementary hydropathy, our group has identified a 60-66 kDa membrane protein in mouse brain, which seems to be a putative PrPc receptor. ln vitro binding assays using recombinant and native PrPc were able to confirm that the membrane receptor (66 kDa) binds PrPc. Recombinant PrPc was also useful to demonstrate a specific and high affinity (Kd around 10-8M) interaction between PrPc and laminin. In an attempt to map the PrPc binding site in this molecule, laminin peptides with established physiological functions were used in cornpetition binding assays. A peptide derived frorn C-terminal γ-1 chain of mouse laminin, RNIAEIIKDI, was the only one that was able to block the binding of laminin to PrPc, suggesting that this region comprises the PrPc binding site. It was reported in the literature that this peptide simulates the neurite outgrowth and cellular adhesion. In collaboration with Dr. Izquierdo\'s group (UFRGS) we demonstrated that the interaction characterized between this laminin\'s domain and PrPc is involved in the neuritogenesis process, as well as in learning and memory.