Septinas pertencem a uma família de proteínas de ligação a GTP e são encontradas em diversos eucariontes, participando de diferentes processos celulares citoesqueléticos. As septinas apresentam um domínio central de ligação a GTP (domínio G) flanqueado por uma região amino-terminal e outra carboxi-terminal. As septinas se caracterizam por interagirem entre si formando heterocomplexos que se polimerizam, constituindo filamentos. A única estrutura resolvida de um complexo de septinas é de um hexâmero, composto por duas subunidades de três septinas humanas diferentes: SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7. Esta estrutura revelou que a formação do filamento envolve interações conservadas entre os domínios G, estando o restante da estrutura desordenado no cristal. Além disso, mostrou que dois tipos de interface se alternam ao longo do filamento, as chamadas interfaces G (que incluem a região de ligação do nucleotídeo de duas subunidades) e interfaces NC (que incluem as regiões N e C-terminais do domínio G). Várias evidências sugerem que as regiões C-terminais da proteína sejam as principais responsáveis pela seleção do parceiro correto de interação para montagem dos heterocomplexos. Nesse contexto, buscou-se avaliar a importância das regiões C-terminais na seleção das parceiras SEPT6 e SEPT7 para formar a interface NC, frente ao domínio G. Inicialmente, uma septina quimérica foi produzida de forma a conter o domínio G de SEPT2 e o C-terminal de SEPT6, gerando SEPT2G6C. As proteínas SEPT7GC, SEPT6GC, SEPT2GC e SEPT2G6C foram expressas e purificadas separadamente. Análises de estabilidade térmica e de afinidade proteína-proteína dos pares indicou que a quimera foi capaz de interagir com SEPT7GC, gerando o heterodímero SEPT7GC-SEPT2G6C, mas este não se mostrou tão estável quanto o heterodímero fisiológico. Foi também avaliada a importância da ligação do nucleotídeo para formação da interface G e, para isso, foram construídos os mutantes SEPT2GT78M e SEPT2GD185N, cujos resíduos importantes para hidrólise e ligação do nucleotídeo, respectivamente, foram alterados. A análise de oligomerização por cromatografia de exclusão molecular mostrou deslocamento no volume de eluição das proteínas expressas sozinhas e coexpressas com SEPT6G, indicando que a formação do dímero via interface G depende da ligação do nucleotídeo, mas não da sua hidrólise. Finalmente, foi avaliada a estabilidade térmica e estrutural e a propensão à formação de amilóides do heterodímero SEPT6G-SEPT2G, o qual apresentou maior estabilidade estrutural quando comparado ao homodímero de SEPT2G, mas ainda exibiu alteração de sua estrutura para um estado capaz de ligar Thioflavina-T, sugerindo a formação de amilóides. Entretanto, isso foi observado em temperaturas cerca de 30 ºC acima daquela observada para o homodímero, confirmando a maior estabilidade do heterodímero e sugerindo que a formação da interface G com o parceiro correto pode ser um fator importante na prevenção da formação de estruturas amilóides à temperaturas fisiológicas. / Septins belong to a family of GTP binding proteins and are found in several eucaryotes, participating in different cytoskeletal cell processes. The septins have a central GTP binding domain (G domain) flanked by an amino-terminal and a carboxy-terminal regions. The septins are characterized by the ability to interact with each other forming heterocomplexes which polymerize themselves, forming filaments. The only solved structure of a septin complex is a hexamer, formed by two subunits of three different human septins: SEPT7-SEPT6-SEPT2- SEPT2-SEPT6-SEPT7. This structure revealed that the filament arrangement involves conserved interaction between G domains, being the remainder of the structure disordered in the crystal. Moreover, two types of interface alternate along the filament were shown, socalled G interfaces (which include the nucleotide binding region of the two subunits) and NC interfaces (which include the N- and C- terminal regions of G domain). Plenty of evidences suggest that C-terminal regions of the protein are the main responsible for the selection of the correct interaction partner to assembly of heterocomplexes. In this context, it was sought to evaluate the importance of the C-terminal regions in the selection of the partnerships SEPT6 and SEPT7 to form the NC interface, against the G domain. For this, a chimerical septin was designed so that contains the G-domain of SEPT2 and the C-terminal of SEPT6, creating SEPT2G6C. The SEPT7GC, SEPT6GC, SEPT2GC and SEPT2G6C proteins were expressed and purified individually. Thermal stability and protein-protein affinity analysis of the pairs indicated that the chimera was able to interact with SEPT7GC, forming the heterodimer SEPT7GC-SEPT2G6C, which, however, did not show as stable as the physiological heterodimer. The importance of nucleotide binding to the interaction through G interface was also evaluated and, for that, SEPT2 mutants on GTP-domain were constructed, SEPT2T78M and SEPT2D185N, whose important residues in the hydrolysis and linking of nucleotide, respectively, were changed. Oligomerization analysis by size exclusion chromatography showed a shift in the elution volume of proteins expressed alone and coexpressed with SEPT6, indicating that the complexation of proteins to form G interface depends on the nucleotide binding, but not on its hydrolysis. Finally, the thermal and structural stability and the propensity to amyloid formation of heterodimer SEPT6G-SEPT2G were evaluated, which showed greater structural stability when compared to SEPT2 homodimers, but still exhibited alteration of its structure to a state that was able to bind Thioflavin-T, suggesting amyloid formation. However, this was observed at temperatures around 30 ºC above that observed for the homodimer, confirming the greater conformational stability of the heterodimer and suggesting that the formation of G interface with the right partner can be an important factor of the amyloid filament prevention at physiological temperatures.

Septinas pertencem a uma família de proteínas de ligação a GTP e são encontradas em diversos eucariontes, participando de diferentes processos celulares citoesqueléticos. As septinas apresentam um domínio central de ligação a GTP (domínio G) flanqueado por uma região amino-terminal e outra carboxi-terminal. As septinas se caracterizam por interagirem entre si formando heterocomplexos que se polimerizam, constituindo filamentos. A única estrutura resolvida de um complexo de septinas é de um hexâmero, composto por duas subunidades de três septinas humanas diferentes: SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7. Esta estrutura revelou que a formação do filamento envolve interações conservadas entre os domínios G, estando o restante da estrutura desordenado no cristal. Além disso, mostrou que dois tipos de interface se alternam ao longo do filamento, as chamadas interfaces G (que incluem a região de ligação do nucleotídeo de duas subunidades) e interfaces NC (que incluem as regiões N e C-terminais do domínio G). Várias evidências sugerem que as regiões C-terminais da proteína sejam as principais responsáveis pela seleção do parceiro correto de interação para montagem dos heterocomplexos. Nesse contexto, buscou-se avaliar a importância das regiões C-terminais na seleção das parceiras SEPT6 e SEPT7 para formar a interface NC, frente ao domínio G. Inicialmente, uma septina quimérica foi produzida de forma a conter o domínio G de SEPT2 e o C-terminal de SEPT6, gerando SEPT2G6C. As proteínas SEPT7GC, SEPT6GC, SEPT2GC e SEPT2G6C foram expressas e purificadas separadamente. Análises de estabilidade térmica e de afinidade proteína-proteína dos pares indicou que a quimera foi capaz de interagir com SEPT7GC, gerando o heterodímero SEPT7GC-SEPT2G6C, mas este não se mostrou tão estável quanto o heterodímero fisiológico. Foi também avaliada a importância da ligação do nucleotídeo para formação da interface G e, para isso, foram construídos os mutantes SEPT2GT78M e SEPT2GD185N, cujos resíduos importantes para hidrólise e ligação do nucleotídeo, respectivamente, foram alterados. A análise de oligomerização por cromatografia de exclusão molecular mostrou deslocamento no volume de eluição das proteínas expressas sozinhas e coexpressas com SEPT6G, indicando que a formação do dímero via interface G depende da ligação do nucleotídeo, mas não da sua hidrólise. Finalmente, foi avaliada a estabilidade térmica e estrutural e a propensão à formação de amilóides do heterodímero SEPT6G-SEPT2G, o qual apresentou maior estabilidade estrutural quando comparado ao homodímero de SEPT2G, mas ainda exibiu alteração de sua estrutura para um estado capaz de ligar Thioflavina-T, sugerindo a formação de amilóides. Entretanto, isso foi observado em temperaturas cerca de 30 ºC acima daquela observada para o homodímero, confirmando a maior estabilidade do heterodímero e sugerindo que a formação da interface G com o parceiro correto pode ser um fator importante na prevenção da formação de estruturas amilóides à temperaturas fisiológicas. / Septins belong to a family of GTP binding proteins and are found in several eucaryotes, participating in different cytoskeletal cell processes. The septins have a central GTP binding domain (G domain) flanked by an amino-terminal and a carboxy-terminal regions. The septins are characterized by the ability to interact with each other forming heterocomplexes which polymerize themselves, forming filaments. The only solved structure of a septin complex is a hexamer, formed by two subunits of three different human septins: SEPT7-SEPT6-SEPT2- SEPT2-SEPT6-SEPT7. This structure revealed that the filament arrangement involves conserved interaction between G domains, being the remainder of the structure disordered in the crystal. Moreover, two types of interface alternate along the filament were shown, socalled G interfaces (which include the nucleotide binding region of the two subunits) and NC interfaces (which include the N- and C- terminal regions of G domain). Plenty of evidences suggest that C-terminal regions of the protein are the main responsible for the selection of the correct interaction partner to assembly of heterocomplexes. In this context, it was sought to evaluate the importance of the C-terminal regions in the selection of the partnerships SEPT6 and SEPT7 to form the NC interface, against the G domain. For this, a chimerical septin was designed so that contains the G-domain of SEPT2 and the C-terminal of SEPT6, creating SEPT2G6C. The SEPT7GC, SEPT6GC, SEPT2GC and SEPT2G6C proteins were expressed and purified individually. Thermal stability and protein-protein affinity analysis of the pairs indicated that the chimera was able to interact with SEPT7GC, forming the heterodimer SEPT7GC-SEPT2G6C, which, however, did not show as stable as the physiological heterodimer. The importance of nucleotide binding to the interaction through G interface was also evaluated and, for that, SEPT2 mutants on GTP-domain were constructed, SEPT2T78M and SEPT2D185N, whose important residues in the hydrolysis and linking of nucleotide, respectively, were changed. Oligomerization analysis by size exclusion chromatography showed a shift in the elution volume of proteins expressed alone and coexpressed with SEPT6, indicating that the complexation of proteins to form G interface depends on the nucleotide binding, but not on its hydrolysis. Finally, the thermal and structural stability and the propensity to amyloid formation of heterodimer SEPT6G-SEPT2G were evaluated, which showed greater structural stability when compared to SEPT2 homodimers, but still exhibited alteration of its structure to a state that was able to bind Thioflavin-T, suggesting amyloid formation. However, this was observed at temperatures around 30 ºC above that observed for the homodimer, confirming the greater conformational stability of the heterodimer and suggesting that the formation of G interface with the right partner can be an important factor of the amyloid filament prevention at physiological temperatures.

As proteínas fosfatases são enzimas responsáveis pela desfosforilação de resíduos de fosfoaminoácidos, principalmente fosfotirosina e fosfoserina/treonina, o que divide esta classe de proteínas nas famílias PTP (proteína tirosina fosfatase) e PP (proteína serina/treonina fosfatase). Diversos membros da família das PPs, em particular da subfamília PPP (Phosphoprotein Phosphatase), existem como holoenzimas compostas de uma subunidade catalítica associada a uma ou mais subunidades reguladoras, que lhes conferem diversidade funcional. Neste trabalho tivemos como objetivo identificar, utilizando ensaios no sistema de duplo híbrido em leveduras, proteínas que interagem com as subunidades catalíticas das serina/treonina fosfatases do tipo 1 (DdPP1c) e do tipo 4 (DdPP4c) da ameba social D. discoideum. Varreduras de bibliotecas de cDNA das fases de crescimento e desenvolvimento da linhagem AX4 de D. discoideum com as iscas DdPP1c e uma variante mutante da DdPP1c (DdPP1cF269C) possibilitaram a identificação de pelo menos 30 genes com evidência de interação com a PP1c. A varredura das bibliotecas com a isca DdPP4 propiciou a identificação de 10 potenciais genes candidatos com evidência de interação com a PP4c. Várias dos candidatos identificados nas varreduras correspondem a genes que codificam para proteínas hipotéticas que não apresentam similaridade significativa com proteínas de função conhecida. Entre essas, identificamos e caracterizamos DdI-3, um ortólogo do inibidor-3 da PP1c de mamíferos. A interação de DdI-3 com DdPP1c foi confirmada através de ensaios independentes no sistema do duplo híbrido em leveduras. Demonstramos que DdI-3 recombinante expresso em bactérias possui atividade inibidora da DdPP1c in vitro, sendo que esta enzima tem 50% de sua atividade de fosforilase fosfatase inibida por cerca de 0,55 nM de rDdI-3. Estes dados indicam que DdI-3 é 50 vezes mais potente do que DdI-2, um ortólogo do inibidor-2 previamente caracterizado em D. discoideum. Neste trabalho, também iniciamos a construção do catálogo (The Dictyostelium Phosphatome) que irá conter todas as subunidades catalíticas e reguladoras das proteínas fosfatases codificadas no genoma de D. discoideum. Até o momento, 101 genes foram catalogados e classificados nas diferentes famílias das proteínas fosfatases, sendo 16 na família das PTPs, 26 na família das DSPs (proteína fosfatase de dupla especificidade), 15 na família das PPMs (Phosphoprotein Phosphatase Magnesium-dependent) e 31 na família das PPPs, incluindo genes codificadores de subunidades catalíticas e reguladoras. / Protein phosphatases are responsible for dephosphorylating phosphoaminoacids residues, notably phosphotyrosine and phosphoserine/threonine, thus dividing these enzymes into PTP (protein tyrosine phosphatase) and PP (protein serine/threonine phosphatase) families. Several members of the PP family, in particular those belonging to PPP (Phosphoprotein Phosphatase) are composed of one catalytic subunit and one or more regulatory subunits that provide functional diversity to the holoenzyme. In this work our goal was to identify protein interactors to type 1 (DdPP1c) and type 4 (DdPP4c) phosphatase that might behave as potential regulatory subunits of these enzymes in the social amoeba Dictyostelium discoideum. For this intent, DdPP1c, a mutant isoform of DdPP1 (DdPP1cF269C) and DdPP4c were used as baits in yeast two-hybrid based screening of D. discoideum (AX-4 strain) cDNA libraries from growth as well as developmental stages. At least 30 genes were identified as potential DdPP1c interactors while 10 genes were selected as candidates to interact to DdPP4c. Most of them are currently annotated in D. discoideum genome as hypothetical proteins of unknown function. Among the potential PP1c interactors we selected DdI-3, an ortholog of mammalian inhibitor-3. Interaction of DdI-3 and DdPP1c was confirmed by independent yeast two-hybrid assays. We demonstrated that bacterial expressed recombinant DdI-3 is effective as an inhibitor of DdPP1c in vitro, since 50% of DdPP1c phosphorylase phosphatase activity is inhibited by circa 0,55 nM of purified rDdI-3. Our results also showed that DdI-3 is 50 times more effective than DdI-2, a previously characterized PP1c inhibitor in D. discoideum. In this work we began to organize The Dictyostelium Phosphatome, a catalog of all protein phosphatases, including their catalytic and regulatory subunits, encoded in D. discoideum genome. Until now, we have classified 101 genes into the protein phosphatase families, of which 16 were classified as classic PTP, 26 as DSP (dual-specificity phosphatases), 15 as PPM (Phosphoprotein Phosphatase Magnesium-dependent) and 31 as PPP, including genes for catalytic as well as regulatory subunits.

As proteínas fosfatases são enzimas responsáveis pela desfosforilação de resíduos de fosfoaminoácidos, principalmente fosfotirosina e fosfoserina/treonina, o que divide esta classe de proteínas nas famílias PTP (proteína tirosina fosfatase) e PP (proteína serina/treonina fosfatase). Diversos membros da família das PPs, em particular da subfamília PPP (Phosphoprotein Phosphatase), existem como holoenzimas compostas de uma subunidade catalítica associada a uma ou mais subunidades reguladoras, que lhes conferem diversidade funcional. Neste trabalho tivemos como objetivo identificar, utilizando ensaios no sistema de duplo híbrido em leveduras, proteínas que interagem com as subunidades catalíticas das serina/treonina fosfatases do tipo 1 (DdPP1c) e do tipo 4 (DdPP4c) da ameba social D. discoideum. Varreduras de bibliotecas de cDNA das fases de crescimento e desenvolvimento da linhagem AX4 de D. discoideum com as iscas DdPP1c e uma variante mutante da DdPP1c (DdPP1cF269C) possibilitaram a identificação de pelo menos 30 genes com evidência de interação com a PP1c. A varredura das bibliotecas com a isca DdPP4 propiciou a identificação de 10 potenciais genes candidatos com evidência de interação com a PP4c. Várias dos candidatos identificados nas varreduras correspondem a genes que codificam para proteínas hipotéticas que não apresentam similaridade significativa com proteínas de função conhecida. Entre essas, identificamos e caracterizamos DdI-3, um ortólogo do inibidor-3 da PP1c de mamíferos. A interação de DdI-3 com DdPP1c foi confirmada através de ensaios independentes no sistema do duplo híbrido em leveduras. Demonstramos que DdI-3 recombinante expresso em bactérias possui atividade inibidora da DdPP1c in vitro, sendo que esta enzima tem 50% de sua atividade de fosforilase fosfatase inibida por cerca de 0,55 nM de rDdI-3. Estes dados indicam que DdI-3 é 50 vezes mais potente do que DdI-2, um ortólogo do inibidor-2 previamente caracterizado em D. discoideum. Neste trabalho, também iniciamos a construção do catálogo (The Dictyostelium Phosphatome) que irá conter todas as subunidades catalíticas e reguladoras das proteínas fosfatases codificadas no genoma de D. discoideum. Até o momento, 101 genes foram catalogados e classificados nas diferentes famílias das proteínas fosfatases, sendo 16 na família das PTPs, 26 na família das DSPs (proteína fosfatase de dupla especificidade), 15 na família das PPMs (Phosphoprotein Phosphatase Magnesium-dependent) e 31 na família das PPPs, incluindo genes codificadores de subunidades catalíticas e reguladoras. / Protein phosphatases are responsible for dephosphorylating phosphoaminoacids residues, notably phosphotyrosine and phosphoserine/threonine, thus dividing these enzymes into PTP (protein tyrosine phosphatase) and PP (protein serine/threonine phosphatase) families. Several members of the PP family, in particular those belonging to PPP (Phosphoprotein Phosphatase) are composed of one catalytic subunit and one or more regulatory subunits that provide functional diversity to the holoenzyme. In this work our goal was to identify protein interactors to type 1 (DdPP1c) and type 4 (DdPP4c) phosphatase that might behave as potential regulatory subunits of these enzymes in the social amoeba Dictyostelium discoideum. For this intent, DdPP1c, a mutant isoform of DdPP1 (DdPP1cF269C) and DdPP4c were used as baits in yeast two-hybrid based screening of D. discoideum (AX-4 strain) cDNA libraries from growth as well as developmental stages. At least 30 genes were identified as potential DdPP1c interactors while 10 genes were selected as candidates to interact to DdPP4c. Most of them are currently annotated in D. discoideum genome as hypothetical proteins of unknown function. Among the potential PP1c interactors we selected DdI-3, an ortholog of mammalian inhibitor-3. Interaction of DdI-3 and DdPP1c was confirmed by independent yeast two-hybrid assays. We demonstrated that bacterial expressed recombinant DdI-3 is effective as an inhibitor of DdPP1c in vitro, since 50% of DdPP1c phosphorylase phosphatase activity is inhibited by circa 0,55 nM of purified rDdI-3. Our results also showed that DdI-3 is 50 times more effective than DdI-2, a previously characterized PP1c inhibitor in D. discoideum. In this work we began to organize The Dictyostelium Phosphatome, a catalog of all protein phosphatases, including their catalytic and regulatory subunits, encoded in D. discoideum genome. Until now, we have classified 101 genes into the protein phosphatase families, of which 16 were classified as classic PTP, 26 as DSP (dual-specificity phosphatases), 15 as PPM (Phosphoprotein Phosphatase Magnesium-dependent) and 31 as PPP, including genes for catalytic as well as regulatory subunits.

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.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2368630 bytes, checksum: cd9eaf09470bcfbf6727027ecade3b46 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The movement protein MP from bipartite geminivirus (begomovirus) facilitates the cell-to-cell and long-distance transport of viral DNA in addition to affecting viral pathogenicity. To identify host factors that interact with MP, initially a cDNA library prepared from CaLCuV (Cabbage leaf curl virus)-infected Arabidopsis leaf mRNA was generated in a pEXPAD502 vector. To select for interactions between the bait BD-MP and cDNA library-encoded proteins, double transformants (BD-MP+ cDNA-AD) were plated on medium lacking histidine but supplemented with 3-aminotriazole (3-AT). From 5 x 105 transformants screened, two clones, encoding AtEXL3 (Exordium Like 3), a cell wall protein, and AtRPS5A, ribosomal protein S5A, displayed histidine/adenine auxotrophy and activate LacZ expression, on X-gal indicator plates. Expression of a full-length RPS5A cDNA fused to the Gal4 activation domain in yeast carrying BD-MP promoted growth of the double transformants in the absence of histidine and presence of 3-AT, in addition to activating high levels of LacZ expression. Furthermore, the interaction between MP and RPS5A was confirmed in vitro by pull down assays. Analysis of RPS5A gene expression by qRT-PCR demonstrated that the accumulation of rpS5A transcripts is suppressed by geminivirus infection. Based on these results and others, a functional model for the MP-RPS5A interaction is discussed. / A proteína de movimento (MP) de geminivírus bissegmentados (begomovirus) facilita o movimento célula-célula, bem como o movimento a longas distâncias do DNA viral, além de influenciar na patogenicidade viral. Com o objetivo de identificar fatores do hospedeiro que interagem com MP, inicialmente foi construída uma biblioteca de cDNA a partir de mRNAs de folhas de Arabidopsis infectadas com CaLCuV (Cabbage leaf curl virus) no vetor pEXPAD502. Para selecionar por interações entre a proteína quimérica BD-MP e proteínas codificadas pelos cDNAs da biblioteca, transformantes duplos (BDMP+ cDNA-AD) foram plaqueados em meio deficiente de histidina e suplementados com 3-amino triazol (3-AT). De um total de 5 x 105 transformantes escrutinados, dois clones, codificando EXL3 (Exordium Like 3), uma proteína de parede celular, e RPS5A, proteína ribossomal S5A, apresentaram auxotrofia a histidina e expressão do gene repórter LacZ, em placas indicadoras de X-gal. Expressão do cDNA completo de RPS5A fusionado ao domínio de ativação de Gal-4 em leveduras, carreando BD-MP, promoveu crescimento dos transformantes na ausência de histidina e presença de 3-AT, além de ativar altos níveis de expressão de LacZ.. Além disso, a interação entre MP e RPS5A foi confirmada in vitro por ensaios de pull down. Análises de expressão do gene RPS5A por meio de qRT-PCR demonstraram que o acúmulo de seus transcritos é reprimido por geminivírus. Baseado nestes resultados e de outros, um modelo funcional para interação de MP com RPS5A é discutido.

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.