Os receptores nucleares são uma família de fatores de transcrição que regulam a transcrição gênica em resposta a ligantes e estão envolvidos em vários processos fisiológicos e metabólicos do organismo. O receptor ativado por proliferadores peroxissomais γ (PPARγ) está envolvido em vários processos fisiológicos incluindo adipogênese, homeostase da glicose, metabolismo de lipídios e inflamação e foi identificado como alvo molecular para o tratamento do diabetes tipo II. A importância desse receptor ficou ainda mais evidente pela descoberta de mutações que prejudicam sua função, causando a Síndrome de Resistência ao Ligante, na qual os pacientes apresentam um fenótipo de lipodistrofia parcial, profundas desordens metabólicas como severa resistência à insulina e início precoce de diabetes mellitus tipo II. O PPARγ possui um amplo bolsão de ligação que permite que uma variedade de ligantes possa se ligar ao receptor. Essa variedade de ligantes pode induzir interações diferenciadas com correguladores, o que induzirá uma resposta biológica específica. Os agonistas totais, como as tiazolinedionas (TZDs) são eficientes sensibilizadores da insulina utilizados no tratamento do diabetes tipo II, porém seu uso tem sido limitado devido a efeitos adversos e novas abordagens terapêuticas são necessárias. Neste trabalho, o PPARγ foi caracterizado na presença de ligantes naturais (luteolina, ácidos graxos) e sintéticos (aintiinflamatórios não esteroidais AINEs) e também os mutantes envolvidos na Síndrome de Resistência aos Ligantes do PPARγ através de ensaios funcionais e cristalografia de proteínas. A luteolina apresentou um comportamento de agonista parcial, com atividades antiinflamatórias e com modo de ligação ao receptor diferente da rosiglitazona, resultando em uma diferenciação na expressão gênica em adipócitos. Os AINEs por sua vez, apresentaram diferentes perfis de ativação e modos de ligação ao receptor, além da capacidade de induzirem a diferenciação de adipócitos. Por fim, foi resolvida a estrutura cristalográfica do mutante V290M envolvido na Síndrome de Resistência ao Ligante, que mostrou que a mutação causa significativas alterações na estrutura do receptor, prejudicando sua função, o que representa um importante passo no entendimento das bases moleculares dessa síndrome. / Nuclear receptors are a family of ligand activated trancription factors that regulate gene transcription in response to ligands and are involved in several aspects of human physiology and metabolism. Peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ) is involved in a range of distinct physiological processes including the regulation of adipogenesis, glucose homeostasis, lipid metabolism and inflammatory responses and it has been identified as a molecular target in the treatment of several diseases as diabetes type II. The importance of this receptor became even more evident by the discovery of mutations that impair its function causing Ligand Resistance Syndrome, in which patients have a phenotype of partial lipodystrophy, profound metabolic disorders such as severe insulin resistance and early onset of diabetes mellitus type II. PPARγ has a large binding pocket that permits that a wide range of ligands can bind to this receptor. This variety of ligands can induce differential interactions with coregulatory factors that will be translated into a specific biological response. PPAR full agonists, like thiazolidinediones (TZDs), are effective insulin sensitizers and antiinflammatories but their use is limited by adverse side effects and new therapeutic approaches are needed. In this study, the PPARγ, as well as their respective mutants involved in Ligand Resistance Syndrome, were characterized in the presence of natural (luteolin) and synthetic ligands (nonsteroidal anti-inflamatory drugs - NSAIDs) by functional assays and protein crystallography. Luteolin showed a partial agonist behaviour, with anti-inflammatory activity and a different binding mode in comparion with rosiglitazone, resulting in a different pattern of gene expression in adipocytes. NSAIDs showed different profiles of activation and binding modes, and they can promote adipocyte differentiation. Finally, we solved the crystal structure of the mutant V290M involved in the Ligand Resistance Syndrome, which showed that the mutation causes significant changes in the structure of the receptor, impairing its function. This structure represents an important step in understanding the molecular basis of this syndrome.

Os receptores nucleares são uma família de fatores de transcrição que regulam a transcrição gênica em resposta a ligantes e estão envolvidos em vários processos fisiológicos e metabólicos do organismo. O receptor ativado por proliferadores peroxissomais γ (PPARγ) está envolvido em vários processos fisiológicos incluindo adipogênese, homeostase da glicose, metabolismo de lipídios e inflamação e foi identificado como alvo molecular para o tratamento do diabetes tipo II. A importância desse receptor ficou ainda mais evidente pela descoberta de mutações que prejudicam sua função, causando a Síndrome de Resistência ao Ligante, na qual os pacientes apresentam um fenótipo de lipodistrofia parcial, profundas desordens metabólicas como severa resistência à insulina e início precoce de diabetes mellitus tipo II. O PPARγ possui um amplo bolsão de ligação que permite que uma variedade de ligantes possa se ligar ao receptor. Essa variedade de ligantes pode induzir interações diferenciadas com correguladores, o que induzirá uma resposta biológica específica. Os agonistas totais, como as tiazolinedionas (TZDs) são eficientes sensibilizadores da insulina utilizados no tratamento do diabetes tipo II, porém seu uso tem sido limitado devido a efeitos adversos e novas abordagens terapêuticas são necessárias. Neste trabalho, o PPARγ foi caracterizado na presença de ligantes naturais (luteolina, ácidos graxos) e sintéticos (aintiinflamatórios não esteroidais AINEs) e também os mutantes envolvidos na Síndrome de Resistência aos Ligantes do PPARγ através de ensaios funcionais e cristalografia de proteínas. A luteolina apresentou um comportamento de agonista parcial, com atividades antiinflamatórias e com modo de ligação ao receptor diferente da rosiglitazona, resultando em uma diferenciação na expressão gênica em adipócitos. Os AINEs por sua vez, apresentaram diferentes perfis de ativação e modos de ligação ao receptor, além da capacidade de induzirem a diferenciação de adipócitos. Por fim, foi resolvida a estrutura cristalográfica do mutante V290M envolvido na Síndrome de Resistência ao Ligante, que mostrou que a mutação causa significativas alterações na estrutura do receptor, prejudicando sua função, o que representa um importante passo no entendimento das bases moleculares dessa síndrome. / Nuclear receptors are a family of ligand activated trancription factors that regulate gene transcription in response to ligands and are involved in several aspects of human physiology and metabolism. Peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ) is involved in a range of distinct physiological processes including the regulation of adipogenesis, glucose homeostasis, lipid metabolism and inflammatory responses and it has been identified as a molecular target in the treatment of several diseases as diabetes type II. The importance of this receptor became even more evident by the discovery of mutations that impair its function causing Ligand Resistance Syndrome, in which patients have a phenotype of partial lipodystrophy, profound metabolic disorders such as severe insulin resistance and early onset of diabetes mellitus type II. PPARγ has a large binding pocket that permits that a wide range of ligands can bind to this receptor. This variety of ligands can induce differential interactions with coregulatory factors that will be translated into a specific biological response. PPAR full agonists, like thiazolidinediones (TZDs), are effective insulin sensitizers and antiinflammatories but their use is limited by adverse side effects and new therapeutic approaches are needed. In this study, the PPARγ, as well as their respective mutants involved in Ligand Resistance Syndrome, were characterized in the presence of natural (luteolin) and synthetic ligands (nonsteroidal anti-inflamatory drugs - NSAIDs) by functional assays and protein crystallography. Luteolin showed a partial agonist behaviour, with anti-inflammatory activity and a different binding mode in comparion with rosiglitazone, resulting in a different pattern of gene expression in adipocytes. NSAIDs showed different profiles of activation and binding modes, and they can promote adipocyte differentiation. Finally, we solved the crystal structure of the mutant V290M involved in the Ligand Resistance Syndrome, which showed that the mutation causes significant changes in the structure of the receptor, impairing its function. This structure represents an important step in understanding the molecular basis of this syndrome.