Orientador: Daniel Carneiro Carrettiero. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2012.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6071.pdf: 2789101 bytes, checksum: 91e27d4de2c662fb669682eb6d3013b3 (MD5) Previous issue date: 2014-06-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / Protein folding is essential for proteins proper biological function. Failures in this process can lead to the formation of poorly unfolded proteins and/or protein aggregates. In order to avoid this problem, the cells express a family of proteins known as molecular chaperones. The molecular chaperones are proteins that assist the correct folding of other proteins, and other important functions in the cells. The Hsp90 family is important for protein folding and it assists in preventing protein aggregation. Hsp90 is regulated by several co-chaperones, for example, p23. The p23 is a small acidic protein that regulates the ATPase activity of Hsp90. It has a structured N-terminal beta-sheet and an unstructured C-terminal domain. In addition to the regulatory role, as an inhibitor of ATPase activity of Hsp90, it also has chaperone activity in itself. Thus, the aim of this study was to investigate comparatively two p23 identified in the Leishmania braziliensis (Lbp23A and Lbp23B) genome. The proteins were expressed, purified and structurally and functionally characterized. Furthermore, functional assays such as intrinsic chaperone activity and inhibition of ATPase activity of Hsp90 L. braziliensis (LbHsp90) and identifying in vivo by western blotting were developed. The results indicate that these two proteins are structurally similar, however, demonstrated significant differences in chemical and thermal stability. The Lbp23 also differ in relation to chaperone activity and inhibition of ATPase activity of LbHsp90. The in vivo identification revealed the presence of both Lbp23 in extracts of L. braziliensis; besides suggesting possible post-translational modifications in Lbp23B. The results indicate that both Lbp23 are undoubtedly p23, since they show p23-like function and structural signs. / O enovelamento proteico é essencial para a correta função biológica das proteínas. Falhas nesse processo podem levar à formação de proteínas mal enoveladas e/ou agregados proteicos. Para tentar evitar esse problema, a célula expressa uma família de proteínas denominadas de chaperonas moleculares ou proteínas de choque térmico (Hsp). As chaperonas moleculares auxiliam no enovelamento correto de outras proteínas, entre outras funções importantes para as células. A família das Hsp90 são chaperonas importantes por auxiliarem no enovelamento proteico e prevenirem a agregação de proteínas. A Hsp90 é regulada por diversas co-chaperonas, como, por exemplo, a p23. A p23 é uma pequena proteína ácida que regula a atividade ATPásica da Hsp90. Ela possui um domínio N-terminal estruturado em folhas-beta e um domínio C-terminal desestruturado. Além do papel regulatório, inibindo a atividade ATPásica da Hsp90, ela possui atividade chaperona. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi estudar comparativamente as duas p23 identificadas no genoma do protozoário Leishmania braziliensis (Lbp23A e Lbp23B). As proteínas foram expressas, purificadas e caracterizadas estrutural e funcionalmente. Além disso, foram desenvolvidos experimentos funcionais como: atividade chaperona; inibição da atividade ATPásica da Hsp90 de L. braziliensis (LbHsp90) e identificação in vivo por western blotting. Os resultados indicam que essas duas proteínas são similares estruturalmente, porém, possuem estabilidade química e térmica notavelmente diferente. Ambas Lbp23 apresentam diferenças em relação à atividade chaperona e inibição da atividade ATPásica da LbHsp90. A identificação in vivo mostrou a presença das duas Lbp23 em extratos de L. braziliensis; além de sugerir possíveis modificações pós-traducionais na Lbp23B. Os resultados indicam que ambas as Lbp23 de L. braziliensis são inequivocamente p23, pois possuem sinais estruturais e função desta co-chaperona.

Orientador: Daniel Carneiro Carrettiero. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2013

Orientador: Carlos Henrique Inácio Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murakami_LeticiaMariaZanphorlin_D.pdf: 5383539 bytes, checksum: 1a45d203e6e3c5a992791b8ce893aa36 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Chaperonas moleculares e proteínas de choque térmico (Heat shock protein, Hsp) atuam contra a agregação e o enovelamento incorreto de proteínas, que são os agentes causais de doenças neurodegenerativas, como por exemplo, Alzheimer e Parkinson. A Hsp90 é uma das mais importantes chaperonas moleculares, considerada essencial para a viabilidade celular em eucariotos, pois está associada com a maturação de proteínas atuantes na sinalização e ciclo celular. Além disso, foi demonstrado que a Hsp90 está envolvida na estabilização do fenótipo tumoral de diversos tipos de câncer, destacando a sua importância biomédica. A interação com co-chaperonas, proteínas auxiliares das chaperonas, permite que a Hsp90 atue como uma proteína "hub", ou seja, um ponto central de regulação de diversas proteínas. Muitas dessas co-chaperonas possuem um ou mais domínios do tipo TPR (do inglês, tetratricopeptide repeat) que interagem com o C-terminal da Hsp90. No presente projeto de doutorado, investigamos as características estruturais e termodinâmicas da interação entre o domínio C-terminal da Hsp90 (C-Hsp90) e a co-chaperona TPR Tom70 humana, utilizando técnicas de reação-cruzada acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), calorimetria de titulação isotérmica (ITC), espalhamento de raios-X à baixos ângulos (SAXS) e modelagem molecular. Os resultados de LC-MS/MS e ITC evidenciaram novas regiões na interação do complexo C-Hsp90/Tom70 que envolve a hélice A7 presente na Tom70 e experimentos de SAXS revelaram a estrutura em baixa resolução das proteínas C-Hsp90, Tom70 e do complexo C-Hsp90/Tom70. Além disso, investigamos o efeito do celastrol, um composto com potencial atividade anti-câncer, na conformação e na função da Hsp90. Na presença do composto, a Hsp90 sofre um processo de oligomerização e a natureza dos oligômeros foi determinada por ferramentas bioquímicas e biofísicas, tais como espalhamento dinâmico de luz (DLS), cromatografia de exclusão molecular analítica acoplada a espalhamento de luz em multiângulos (SEC-MALS) e eletroforese em gel nativo. Interessantemente, a oligomerização induzida pelo celastrol não afetou a atividade de proteção da Hsp90 contra a agregação protéica e a capacidade de ligação as co-chaperonas com enovelamento tipo TPR. Este é o primeiro trabalho a apontar um possível mecanismo para a ação do celastrol sobre a Hsp90. Coletivamente, nossos resultados e descobertas contribuem para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares relacionados à interação entre chaperonas e co-chaperonas, bem como, chaperonas e potenciais ligantes. / Abstract: Molecular chaperones and heat shock proteins (Hsp) act against protein aggregation and misfolding, which are the causal agents of neurodegenerative diseases such as Alzheimer and Parkinson. Hsp90 is one of the most important molecular chaperones, considered essential for cell viability in eukaryotes, since it is associated with the maturation of proteins involved in cell cycle and signaling. In addition, it was demonstrated that Hsp90 is implicated in the stabilization of the tumor phenotype of various types of cancer, highlighting its biomedical importance. The interaction with co-chaperones, auxiliary proteins of chaperones, allows that Hsp90 acts as a hub, being a central point for regulation of several other proteins. Many of these co-chaperones have one or more TPR domains that interact with the C-terminus of Hsp90. In this PhD project, we investigated structural and thermodynamic characteristics of the interaction between the C-terminus domain of Hsp90 (C-Hsp90) and the TPR co-chaperone human Tom70, using techniques of cross-linking coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS), isothermal titration calorimetry (ITC), small angle X-ray scattering (SAXS) and molecular modeling. The results of LC-MS/MS and ITC revealed new regions involved in the interaction of the C-Hsp90 with Tom70, which encompasses the A7 helix from Tom70, and SAXS experiments unveiled the low resolution structure of the proteins C-Hsp90, Tom70 and the C-Hsp90/Tom70 complex. In addition, we investigated the effect of celastrol, a compound with a potential anti-cancer activity, on the conformation and function of Hsp90. In the presence of celastrol, Hsp90 undergoes oligomerization and the nature of the oligomers was determined by biochemical and biophysical tools such as dynamic light scattering (DLS), size-exclusion chromatography coupled to multi-angle light scattering (SEC-MALS) and native gel electrophoresis. Interestingly, the celastrol-induced oligomerization did not affect the protective activities of Hsp90 against protein aggregation or the capacity to bind TPR co-chaperones. This is the first study to point out a possible mechanism for the action of celastrol on Hsp90. Collectively, our findings contribute to a better understanding of the molecular mechanisms associated to the interaction between chaperones and co-chaperones, as well as chaperones and potential ligands / Doutorado / Quimica Organica / Doutora em Ciências