Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campoinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nakahira_Marcel_D.pdf: 11988351 bytes, checksum: e05bc17d15fd4fe6b9d016e36caed880 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Septinas são proteínas que apresentam um domínio bem característico de ligação ao nucleotídeo GTP (GTPase), bem como outros dois domínios variáveis (N e C-terminais). Sua principal característica é a habilidade de interagir entre si (septinas de grupos diferentes) e de formar filamentos. Esse fato está intimamente relacionado com as funções que desempenham na citocinese, exocitose, apoptose, entre outras. Além disso, elas são direta ou indiretamente envolvidas com situações patológicas, como o mal de Alzheimer e câncer. Acredita-se que uma das suas funções moleculares é a de atuar como "andaime" (scqffòld), promovendo assim a interação entre proteínas. Com isso as funções das septinas se tornaram muito mais amplas do que se acreditava inicialmente. Por isso nosso objetivo é identificar a diversidade de proteínas que interagem com as septinas 6 e 8. Achamos que essas duas septinas interagem com quase todas as outras septinas, exceto aquelas pertencentes ao mesmo "grupo 6". As septinas presas sempre apresentavam o domínio GTPase inteiro, mostrando sua importância na interação. Com isso propusemos baseado também em informação na literatura, um modelo para as unidades formadoras (trímero) dos filamentos, onde as septinas 6 e 8 possivelmente estejam sempre na unidade central do trímero, podendo ser permutadas por outras septinas do mesmo grupo (grupo 6). Ainda identificamos várias outras proteínas que sugerem um envolvimento das septinas em processos como a divisão celular, metabolismo, transcrição, e a degradação de proteínas, entre outros. A análise da presença das septinas 6,7,8 e 9 em células de mamíferos sugere que elas sejam encontradas em estruturas que parecem ser centrossomos, os quais são realacíonados com a divisão celular. Outro estudo realizado com a septina 1 inteira e sua região GTPase mostrou que ela se encontra em solução não como monômero mas sim como um trimero/tetrâmero. O domínio GTPase assim como a presença do nucleotídeo GTP no mesmo são fundamentais para a sua multimerização e estabilidade. Em comparação com dados da literatura a SEPT1 apresenta maior estabilidade sendo mais resistente ao desenovelamento térmico. Por fim, esses e outros resultados auxiliam na compreensão das funções das septinas e sua relação com os processos celulares. / Abstract: Septins have a central domain which binds GTP (GTPase domain) and two other variable domains at their N- and C-termim Their principal characteristic is the ability to bind to other septins, thereby forming filaments. This is intimately related to their functions in cytokinesis, exocytosis, and apoptosis, among others. They are also directly or indirectly associated to pathological processes such as the Alzheimer disease and cancer. It has been suggested that one of its molecular functions may be to act as a '"scaffold" protein to promote interactions among proteins. Thereby the functions of septins have turned out to be more diverse than initially predicted. Based on this our main objective here is lo identify the diversity of proteins thai interact with the human septins 6 and 8. We found that both interact with many other different septins, including almost all of them, except for septins of the same "group 6" (septins 6,8,10,11). The prey septins identified always contained the entire GTPase domain, indicating the importance of this domain for the observed interactions. Therefore, taking also into account data from the literature, we propose a model where the central unit of the trimeric septin is always occupied by septins of the group 6, specially septins 6 and 8. We also identified several other proteins to interact with septins 6 and 8, suggest involvement in processes such as cell division, metabolism, transcription, protein degradation, among others. The analysis of the expression of the septins 6,7,8 and 9 in mammalian cells suggests that they maybe localized to centrossomal structures, which are involved in cell division. Another study which involved full length as well as only the GTPase domain of Septin 1 showed that this septin is not found as a monomer but as a trimer/tetramer in solution. The GTPase domain as well as the presence of the bound nucleotide GTP, are fundamental for its multimerizalion and stability. In comparison to data from the literature, SEPT1 presents an elevated resistance to thermal denaturation. In summary, these and other data help us to understand the function of the septins and their relationship to cellular processes. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_FlaviaRaquelGoncalves_D.pdf: 4565621 bytes, checksum: 26bdfc2a971d3837321625172c6745e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O gene que codifica a proteína INT6 corresponde a um dos sítios de inserção do vírus de tumor de glândula mamária em camundongo (MMTV). Esta inserção pode levar à formação de proteínas truncadas sem a porção C-terminal e sem o domínio PCI, descrito como domínio de interação entre proteínas. Neste trabalho, realizamos 3 triagens para a identificação dos ligantes protéicos da proteína humana INT6 (hINT6) pelo método do duplo-híbrido de levedura. Embora interações específicas tenham sido identificadas, não foi possível a confirmação in vitro das novas interações isoladas. Para análises estruturais, usamos a proteína INT6 de Arabidopsis thaliana (AtINT6), visto que a proteína humana expressou em níveis muito baixos na fração solúvel do extrato de Escherichia coli. Análises de dicroísmo circular revelaram que a proteína AtINT6 é rica em estrutura do tipo a-hélice. A região que compreende os aminoácidos 172 a 415, incluindo o domínio PCI, foi identificada por proteólise parcial e espectrometria de massas como um domínio estrutural que após sua clonagem apresentou alto nível de expressão, solubilidade e estabilidade. Este trabalho envolveu também a caracterização da NY-REN-21, que foi isolada pelo duplo-híbrido para a identificação dos ligantes protéicos da proteína hINT6 e representa uma possível ortóloga para o fator de transcrição ZFP38 de camundongo. Ambas as proteínas apresentam um domínio de dimerização (SCAN), 7 domínios dedos de zinco tipo C2H2 na porção C-terminal e uma região central predita como desestruturada. A proteína NY-REN-21 se mostrou parcialmente desenovelada e sua estrutura secundária é afetada pela incubação com EDTA. Ensaios de proteólise limitada, dicroísmo circular e fluorescência confirmaram que sua região central é intrinsicamente desordenada, além de apresentar mobilidade anômala em gel de SDS-PAGE e representa uma fração flexível da proteína. Não foi possível a caracterização da região dos dedos de zinco, pois esta região se mostrou altamente instável. O domínio SCAN da NY-REN-21 é capaz de formar homodímeros e heterodímeros com a proteína SCAND1. Esta interação pode representar uma forma de regulação da atividade da proteína NY-REN-21 / Abstract: The INT6 gene was reported as a frequent genome integration site of Mouse Mammary Tumor Virus (MMTV). This integration may result in truncated forms of INT6 protein lacking its C-terminal region and the PCI domain. It has been reported that this domain is involved in protein-protein interaction. We performed 3 yeast two-hybrid screens in order to identify the human INT6 (hINT6) interaction partners. Although two previously described specific interactions were identified in these screens, it was not possible to confirm the new interactions by in vitro binding assays. The Arabidopis thalina INT6 ortholog (AtINT6) was used for structural analyses, since the hINT6 was insoluble following expression in Escherichia coli. AtINT6 showed CD spectra with high helical content. The region comprising amino acids 172 to 415 forms a compact protease resistant domain as determined by limited proteolysis and mass spectrometry analyses. This domain, comprising the PCI domain sequence, was cloned and expressed in E. coli and showed high solubility and stability. This recombinant protein has the potential to serve as a model protein for three-dimensional structure determination of the PCI domain. We also studied the NY-REN-21 protein, which was isolated as a potential hINT6 interaction partner and represents a putative ortholog of the mouse ZFP38 transcriptional factor. Both proteins are C2H2 type multifinger proteins, containing a conserved oligomerization domain (SCAN) in the N-terminal region and a predicted disordered central region. Our analyses showed that full-length NY-REN-21 is partially unfolded and its secondary structure content is affected by incubation with EDTA. The central region of NY-REN-21 shows an aberrant mobility on SDS-PAGE and is intrinsically unstructured as reveled by circular dichroism, fluorescence and limited proteolysis. The zinc finger region was not characterized because of its unstable nature. The recombinant SCAN domain of NY-REN-21 can form homodimers and heterodimers with the SCAND1 protein. This interaction may represent a novel regulatory mechanism of NY-REN-21 activity / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_ThaisHaline_D.pdf: 13126521 bytes, checksum: 672f3c7b0345ee333ab24793e624068d (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A resposta individual das células está na base da resistência do organismo à infecção viral. O principal mecanismo de resistência envolve a participação de inúmeros genes da via de sinalização dos interferons. Vários estudos vêm sendo conduzidos em larga escala para identificar genes que respondem aos mais variados tratamentos, assim como clusters gênicos relacionados a determinadas enfermidades, como a leucemia. A função do produto de muitos destes genes ainda não foi caracterizada. Numa ampla revisão destes artigos identificamos a proteína KIAA0082/ISG95 respondendo a interferon, à infecção pelo vírus da hepatite C (HCV), ao tratamento celular com oligodeoxinucleotídeos CpG, fazendo parte de um cluster de genes relacionados à leucemia e sendo super-expressa em linfócitos T ativados. Embora não possua função conhecida, esta proteína apresenta quatro domínios que indicam uma possível atividade relacionada ao metabolismo de RNA. Neste trabalho demonstramos que o promotor do gene ISG95 responde à estimulação por interferon num sistema repórter em células Vero. As atividades bioquímicas de ISG95 foram determinadas usando a proteína recombinante expressa em células de inseto Sf9. ISG95 interage com RNA e com S-adenosilmetionina, possuindo também atividade de metiltransferase in vitro. Ensaios de localização sub-celular demonstraram sua distribuição nuclear. Além disso, através do método duplo-híbrido de levedura e de ensaio de co-imunoprecipitação, foi possível identificar sua interação com o domínio C-terminal (CTD) da RNA polimerase II, o que é consistente com sua localização nuclear e com a função predita para o domínio WW localizado na extremidade C-terminal de ISG95. Os resultados indicam que ISG95 é parte da via de resposta a interferon e tem função associada possivelmente a eventos de processamento de prémRNA mediados pelo domínio CTD da RNA polimerase II / Abstract: A major mechanism of cellular resistance to viral invasion involves genes from the interferon signaling pathway, called ISGs (interferon stimulated genes). Global transcriptional profiling studies have linked increased expression of ISG95 (KIAA0082) to response to interferon treatment and to viral infection, suggesting that it may be part of the cellular defense against viral replication. In this work, we shown that the ISG95 promoter can drive interferoninduced transcription of a reporter gene in Vero cell cultures. The biochemical functions of ISG95 were assessed using recombinant protein. ISG95 shows RNA- and S-adenosyl-methionine binding and protein methyltransferase activity in vitro. ISG95 interacts with the C-terminal domain of RNA polymerase II, which is consistent with its nuclear localization and with the predicted function of the WW domain found in the C-terminal region of ISG95. The results presented in this work indicate that ISG95 is part of the interferon response pathway and functions in the pre-mRNA processing events mediated by the C-terminal domain of the RNA polymerase II / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passos_DarioOliveirados_D.pdf: 4831709 bytes, checksum: 0aa3e031d4e82dc447636416b68401e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A proteína Ki-1/57 que é encontrada tanto no núcleo quanto no citoplasma está associada com atividade de proteína quinase serina/treonina e é fosforilada nestes resíduos após ativação celular. Neste trabalho verificamos que Ki-1/57 interage com a proteína Chromatin-Helicase-DNA-binding domain 3 (CHD3) e com a proteína adaptadora/sinalizadora RACK1 no núcleo. Pelo sistema do duplo híbrido de levedura (SDHL) a proteína arginina metiltransferase 1 (PRMT1) foi selecionada como outra proteína de interação. A PRMT1 integra uma família representada por nove enzimas humanas que catalisam reações de metilação em resíduos de arginina. Em seguida, usando agora a PRMT1 como isca - no SDHL - identificamos as proteínas Ki-1/57 e hnRNPQ, juntamente com outras 13. A maioria delas contêm motivos ¿RGG-box¿ em suas seqüências de aminoácidos, que são conhecidos alvos para metilação. Posteriormente verificamos que Ki-1/57 e seu provável parálogo CGI-55 conservam dois motivos ¿RGG/RXR-box¿ e que são substratos in vitro para a metilação de argininas pela PRMT1. Estudos de mapeamento mostraram que todos os fragmentos contendo o motivo ¿RGG/RXR-box¿ interagem com a PRMT1 e são alvos à metilação in vitro. Ki-1/57 endógena, imunoprecipitada de células L540, mostrou ser metilada in vivo, além de ser um alvo a metilação pela PRMT1 in vitro, somente quando as células são previamente tratadas com o inibidor da metilação Adox. Tratamento das células Hela com o inibidor da metilação (Adox) causa desaparecimento da imuno-marcação citoplasmática de Ki-1/57 e relativa redistribuição do parálogo CGI-55 para o citosol. Assim, pode ser especulado que a metilação destas proteínas deve ser um evento importante para suas localizações subcelulares e conseqüentemente para suas funções. Em resumo, nossos dados sugerem que o SDHL é um método efetivo na identificação de novos substratos celulares para a PRMT1 e poderia ser estendido para a identificação e caracterização de novos substratos para os outros integrantes da família das PRMTs humanas / Abstract: The protein Ki-1/57 that is found both in the cytoplasm and nucleus is associated with serine/threonine protein kinase activity and gets phosphorylated on serine and threonine residues upon cellular activation. We demonstrated that Ki-1/57 interacts with the Chromatin-Helicase-DNA-binding domain protein 3 (CHD3) and with the adaptor/signaling protein RACK1 in the nucleus. By utilizing the yeast two-hybrid system (YTHS), we were further able to find the protein arginine-methylatranseferase-1 (PRMT1) as another interacting protein. PRMT1 is a member of the family constituted by 9 human enzymes that catalyze methylation reactions on arginine residues. Afterwards, by using PRMT1 as bait in the YTHS we identified both Ki-1/57 and NSAP1 as interacting proteins, along with 13 other proteins. The majority of them present RGG-box clusters in their amino acid sequences, which are known to be targets for arginine methylation. We further found that Ki-1/57 and its putative paralogue CGI-55 have two RGG/RXR-box clusters conserved between them and that they are substrates for arginine-methylation by PRMT1 in vitro. In mapping studies, we observed that all Ki-1/57 protein fragments containing the RGG/RXRbox clusters interact with PRMT1 and are targets for methylation in vitro. Endogenous cellular Ki-1/57 seems to be methylated in vivo and is a target for methylation by PRMT1 in vitro, only when cells have been previously treated with the methylation inhibitor Adox. Treatment of Hela cells with the inhibitor of methylation (Adox) causes the disappearance of the immuno-staining of Ki-1/57 in the cytoplasm and a relative redistribution of the paralogue CGI-55 to the cytosol. It can therefore be speculated that the methylation of these proteins is important for their sub-cellular localization and in consequence for their function. In summary our data suggest that the YTHS is an effective method for the identification of novel cellular PRMT substrates and could be extended for the identification and characterization of novel substrates to the other components of the human PRMT1 family / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Smetana_JulianaHelenaCosta_D.pdf: 8660811 bytes, checksum: cb33e97d4c49fdce1e29094a2f6089cc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As células respondem constantemente a uma enorme variedade de estímulos, que são interpretados e integrados por meio de redes de sinalização, dando origem a uma resposta biológica. Defeitos nesses circuitos são a causa de diversas doenças, incluindo muitos, se não todos os tipos de câncer. As fosfatases, enzimas que removem grupamentos fosfato dos substratos de quinases, dependem principalmente de subunidades regulatórias para definir sua especificidade. As fosfatases do tipo 2A constituem a subfamília PPP, que é formada por PP2A, PP4 e PP6. PP2A é a principal fosfatase solúvel de fosfosserina e fosfotreonina em células animais e é encontrada predominantemente como uma holoenzima formada por uma subunidade catalítica (C), uma subunidade regulatória (B, B', B'' ou B''') e uma de ancoragem (PR65/A). Em levedura, as fosfatases 2A desempenham um importante papel na via da quinase TOR, o que ocorre por meio da proteína essencial Tap42. A proteína Tip41 foi identificada como um parceiro de interação de Tap42 e regulador da via da quinase TOR em levedura. A homóloga de Tap42 em mamíferos, chamada de a4, está envolvida na regulação de diversos processos celulares, como diferenciação, desenvolvimento, migração celular e apoptose, por meio de seu papel conservado de regulador de fosfatases 2A. A homóloga em mamíferos de Tip41, chamada TIPRL, é uma proteína ainda pouco caracterizada. Este trabalho teve como objetivo analisar a função das proteínas a4 e TIPRL humanas e esclarecer seu papel na regulação de fosfatases 2A. A caracterização estrutural de a4 e Tap42, usando dados de SAXS, dicroísmo circular e proteólise limitada, mostrou que essas proteínas apresentam um domínio N-terminal compacto formado por a-hélices e um domínio C-terminal desestruturado. Em uma triagem de interações com a proteína TIPRL humana, identificamos as fosfatases PP2Ac, PP4c e PP6c como seus parceiros de interação, assim como os fatores de transcrição MafB e TAF10. Ao contrário do esperado a partir do modelo de levedura, a4 e TIPRL não interagem diretamente, mas formam um complexo ternário com PP2Ac. Uma triagem de substratos de fosfatases 2A regulador por TIPRL identificou os fatores de splicing SF2/ASF e SF2p32. Nossos resultados sugerem um modelo estrutural para a regulação das fosfatases 2A por a4 e mostram que TIPRL é um novo regulador comum dessas fosfatases com funções na regulação da expressão gênica. / Abstract: Cells respond constantly to a variety of stimuli, which are interpreted and integrated through signaling networks, giving rise to biological responses. Defects in this circuitry are a cause of many diseases, including cancer. Protein phosphatases are enzymes which remove phosphate groups from kinase substrates, relying mainly on regulatory subunits for their substrate specificity. Type 2A phosphatases belong to the PPP subfamily, which is formed by PP2A, PP4 and PP6. PP2A is the major soluble serine/threonine phosphatase in animal cells and is found predominantly as a heterotrimer composed of a catalytic (C), a regulatory (B, B', B'' or B''') and a scaffold (PR65/A) subunit. Type 2A phosphatases play a major role in the yeast TOR signaling pathway through their interaction with the essential protein Tap42. Tip41 was identified as a Tap42 interacting protein and regulator of the TOR pathway. a4, the mammalian orthologue of Tap42, regulates many cellular processes such as differentiation, development, cell migration and apoptosis as a conserved type 2A phosphatase regulator. TIPRL, the mammalian orthologue of Tip41, is still poorly characterized. The objective of the present work was to analyse the function of a4 and TIPRL and improve the understanding of their role as type 2A phosphatase regulators. The structural characterization of a4 using SAXS analyses, circular dichroism and limited proteolysis, showed that these proteins are formed by an a-helical N-terminal domain and an unfolded C-terminal domain. A screen for TIPRL interacting proteins identified PP2Ac, PP4c and PP6c and also the transcription factors MafB and TAF10. Unlike their yeast conterparts, a4 and TIPRL do not interact directly, but rather form a ternary complex with PP2A. A search for type 2A phosphatase substrates regulated by TIPRL identified the splicing factor SF2/ASF and its regulatory protein SF2p32. Our results suggest a structural model for the regulation of type 2A phosphatases by a4 and show that TIPRL is a novel common regulator of these phosphatases which functions in regulation of gene expression. / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coltri_PatriciaPereira_D.pdf: 4564852 bytes, checksum: f11b831da981a8969c20f8f03ae8c617 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A síntese de ribossomos é um processo conservado em eucariotos e se inicia com a transcrição dos rRNAs no nucléolo. Mais de 170 fatores atuam de forma transitória no processamento dos precursores para gerar os rRNAs maduros que formarão as subunidades ribossomais no citoplasma. Entre as proteínas envolvidas na síntese de ribossomos está a Nip7p, uma proteína nucleolar de 21 kDa associada ao complexo pré-60S em Saccharomyces cerevisiae. Nip7p é conservada e possui ortólogas em eucariotos e em Archaea. A análise da seqüência primária revela a presença de um domínio conservado na região C-terminal, denominado PUA, encontrado em diversas proteínas associadas a modificações no RNA. Neste trabalho, foram realizadas análises estruturais e funcionais com o objetivo de investigar a função molecular da proteína Nip7 no processamento e modificação do rRNA. A estrutura tri-dimensional de PaNip7, ortóloga de Nip7p em Pyrococcus abyssi foi resolvida por difração de raios-X até 1,8Å de resolução, utilizando o método SIRAS. Comparação estrutural seguida por ensaios in vitro confirmaram o envolvimento do domínio PUA na interação com RNA. Além disso, tanto Nip7p como suas ortólogas PaNip7 e HsNip7 interagem com seqüências ricas em uridina, indicando que atuam de forma semelhante no processamento do rRNA. Essa preferência por uridina pode ainda explicar a afinidade da proteína Nip7p de S. cerevisiae pelo RNA da região ITS2, conforme observado em ensaios de interação utilizando UV-crosslinking. De fato, uma análise funcional realizada por primer extension comprovou que ocorre um bloqueio no processamento da região espaçadora ITS2 na ausência de Nip7p. Nip7p interage com várias proteínas do complexo pré-60S, entre as quais Nop8p e Nop53p, ambas associadas ao processamento do pré-27S. Embora os ensaios de co-purificação tenham confirmado a interação com as proteínas do complexo H/ACA box, deficiência em Nip7p não afeta a pseudo-uridinilação do rRNA. O duplo-híbrido realizado com a ortóloga humana de Nip7p, HsNip7, revelou interações com FTSJ3 e com a proteína SUMO-2. A interação direta de HsNip7 com estas proteínas foi confirmada por ensaios in vitro. HsNip7 e FTSJ3 colocalizaram na região nucleolar de células HEK293. FTSJ3 é uma proteína não caracterizada que possui o domínio FtsJ, descrito inicialmente para rRNA metiltransferases de procariotos. Além disso, FTSJ3 apresenta similaridade de sequência à proteína Spb1p de levedura, cuja função na metilação do rRNA 25S na posição Gm2922 já foi estabelecida. Embora a Nip7p não interaja com a Spb1p, estes dados indicam que FTSJ3 deve ser a ortóloga humana da Spb1p. As proteínas SUMO estão envolvidas na modificação pós-traducional (sumoylation) que regula a localização subcelular de proteínas. Em levedura, a provável ortóloga de SUMO, Smt3p, foi descrita na partícula pré-60S, portanto a interação HsNip7-SUMO-2 pode ser específica. Estes dados sugerem que as proteínas atuem no mesmo complexo da formação da subunidade 60S também em células humanas / Abstract: Ribosome biogenesis is conserved throughout eukaryotes and takes place in the nucleolus, a specialized nuclear compartment where the rRNA precursors are transcribed. More than 170 trans-acting factors coordinately interact to generate the mature rRNAs. Among the proteins identified in the pre-60S particle in Saccharomyces cerevisiae is Nip7p. Highly conserved Nip7p orthologues are found in all eukaryotes and Archaea. The analysis of Nip7p sequence reveals a conserved C-terminal domain named PUA, also found in a number of RNA-interacting proteins. In this work, we performed structural and functional analysis to investigate Nip7p molecular role on rRNA processing and modification. The structure of Pyrococcus abyssi Nip7p ortholog, PaNip7, was solved using X-ray diffraction data to 1,8Å resolution. Structural analysis followed by in vitro assays confirmed the involvement of PUA domain in RNA interaction. S. cerevisiae Nip7p and its archaeal and human counterparts show preference for binding uridine-rich sequences, indicating conserved functional features among the orthologues. The preference for uridine can explain the higher affinity of S. cerevisiae Nip7p for ITS2 sequence, as observed by UV-crosslinking assays. Consistently, functional analysis revealed pre-rRNA processing in the ITS2 region is seriously impaired. Yeast two-hybrid analysis confirmed by pull down assays revealed Nip7p interacts with Nop8p and Nop53p, two nucleolar proteins involved in pre-27S processing and components of pre-60S particle. Although yeast two-hybrid and pull down assays indicated that Nip7p interacts with H/ACA box core proteins, pseudouridylation is not affected under conditions of Nip7p depletion. In addition, yeast two-hybrid analysis confirmed by GST-pull down revealed HsNip7 interaction with FTSJ3 and SUMO-2. Both HsNip7 and FTSJ3 showed nucleolar subcellular localization in HEK293 cells. FTSJ3 is an uncharacterized protein containing the FtsJ domain, initially described in prokaryotic rRNA methyl-transferases. FTSJ3 shows sequence similarity to yeast Spb1p, an rRNA methyl-transferase involved in methylation of Gm2922, indicating that FTSJ3 may be the human orthologue of Spb1p. Sumoylation is a post-transcriptional covalent modification involved in regulation of protein subcellular localization. Putative yeast orthologues of SUMO, such as Smt3p, have been described in the pre-60S ribosomal particle, suggesting that SUMO-2 might play a specific role in 60S subunit biogenesis / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Jörg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcosTadeudos_D.pdf: 15943486 bytes, checksum: 39810fdf0ace76e5e8963354bdc460ca (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste projeto foi estudar genes ativados em células do estroma da medula óssea, induzidos pela co-cultura com blastos leucêmicos, na tentativa de uma melhor compreensão sobre o crostalk entre estas células no microambiente tumoral. Nós identificamos Stanniocalcina-1 (STC1) como um potencial marcador molecular do microambiente tumoral, uma vez que sua expressão foi aumentada cerca de 7 vezes em células do estroma co-cultivadas com blastos leucêmicos primários. STC1 humana é uma glicoproteína secretada e tem sido descrita participando em diferentes processos fisiológicos, incluindo a angiogênese, hipóxia e principalmente, a carcinogênese. Nós produzimos a proteína recombinante STC1 no sistema baculovírus e também anticorpos monoclonais, usados em um ensaio ELISA, que agora será testado como um novo kit de diagnóstico de leucemia por uma empresa brasileira. Além disso, identificamos novos parceiros de interação para STC1 através do sistema de duplo hibrido em levedura sendo que algumas destas interações foram confirmadas por GST-pull down. A região Nterminal foi identificada como sendo a região responsável pela interação de STC1 com seus parceiros. Estudos de localização sub-celular por microscopia, revelaram uma deposição ubíqua citoplasmática e puntiforme nuclear, lembrando corpúsculos nucleares relacionados a SUMOilação. Embora STC1 interaja com a proteína SUMO1 e tenha uma predição de alta probabilidade para ser SUMOilada, ensaios in vitro e in vivo não conseguiram detectar STC1 SUMOilada. No entanto, observamos que STC1 regula a SUMOilação de forma significativa em três outras proteínas. Essas descobertas sugerem um novo papel para STC1 no ciclo de SUMOilação, agindo como uma SUMO E3 ligase. Observamos também que STC1 possui um receptor na membrana plasmática em linhagem de células leucêmicas K562 e que a incubação de STC1 com outras células leucêmicas parece favorecer a proliferação destas células ao passo que estimula uma maior produção da própria STC1 intracelular em células do estroma. Juntos, todos estes resultados abrem novas pistas promissoras a serem exploradas no futuro, uma vez que todos os resultados mostram ligações interessantes com estudos funcionais anteriores em STC1 / Abstract: The aims of this project is to study upregulated genes on bone marrow stromal cells, induced by the co-culture with leukemic blasts, trying to have a better understand about the crosstalk between these cells in the tumor microenvironment. We identified Stanniocalcin-1 (STC1) as a putative molecular marker for the leukemic microenvironment, once its expression was increased around 7 times in stromal cells co-cultivated with primary leukemic blasts. Human STC1 is a secreted glycoprotein that has been implicated in different physiological process, including angiogenesis, hypoxia and mainly in carcinogenesis. We produced the recombinant protein STC1 in baculovirus system and monoclonal antibodies for an ELISA assay that now will be tested as a new leukemia diagnostic kit by a Brazilian company. Moreover, we identified new interacting protein partners for STC1 by yeast two hybrid system and some of these interactions were confirmed by GST-pull down assays. The N-terminal region was mapped to be the region that mediates the interaction between STC1 and its partners. Microscopic subcellular localization, revealed an ubiquitous cytoplasmic and dot-like nuclear deposition, resembling SUMOylation related nuclear bodies. Although STC1 interacts with SUMO-1 and has a high theoretical prediction score for a SUMOylation site, in vitro and in vivo assays could not detect STC1 SUMOylation. However, we found that STC1 significantly regulates the SUMOylation of three other proteins. These ??ndings suggest a new role for STC1 in SUMOylation cycle, acting as a SUMO E3 ligase. We either observe that STC1 has a plasmatic membrane receptor in K562 leukemic cell lines and the incubation of STC1 with other leukemic cells suggest a increase of proliferation of these cells and stimulates the production of more intracellular STC1 at stromal cells. Together, all of these findings open promising new avenues to be explored in future detailed studies, since they all show interesting connections with previous functional studies on STC1 / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Jorg Kobarg, Jose Andres Yunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trindade_DanielMaragno_D.pdf: 7352494 bytes, checksum: 5b03d143205e747b05e3d4b6a8ed8e34 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Staniocalcinas (STCs) representam uma pequena família de hormônios glicoprotéicos, encontrados em todos os vertebrados e composta por STC1 e STC2, que foram inicialmente implicados na homeostase de cálcio e recentemente também foram implicados em vários outros processos. Stanniocalcina-1 (STC1), o primeiro membro encontrado, foi originalmente descoberto em peixes ósseos e posteriormente identificado em humanos onde parece ter um papel, embora ainda obscuro, na carcinogênese e angiogênese. Nos seres humanos STC1 pode ser encontrado em duas formas: um dímero ou um grupo de variantes de alto peso molecular coletivamente chamados bigSTC. Uma vez que ambas as células leucêmicas e os tumores sólidos dependem vascularização, a angiogênese é um passo fundamental na interação tumorhospedeiro e essencial para a progressão do câncer. Análises prévias de microarray resultaram na identificação de vários genes ativados em células endoteliais da medula óssea (BMEC) modulados pela presença de células leucêmicas. Apresentamos aqui STC1 como um marcador microambiente de medula óssea (BMM) durante leucemia linfoblástica aguda (LLA) pela validação dos dados prévios de microarray através de PCR em tempo real quantitativos. Em vista da falta de informações funcionais e estruturais sobre STC1 realizamos: (1) um screen no sistema de duplo híbrido em levedura, a fim de encontrar algumas das proteínas que interagem com a STC1 humana, e (2) uma caracterização estrutural inicial à baixa resolução desta proteína. Fomos capazes de construir um mapa interação proteína-proteína, obtido a partir dos 22 interactantes encontrados em screen de duplo híbrido em levedura. As proteínas encontradas apresentam-se em vários compartimentos celulares nos quais STC1 já foi demonstrada para estar presente, e essas novas informações podem ajudar a esclarecer como e qual o papel STC1 desempenha nesses locais. A fim de fornecer informação estrutural sobre STC1, realizamos análises bioquímicas e estruturais da proteína recombinante STC1 com 6xHis tag produzida em células de inseto utilizando o sistema baculovírus. A análise de dicroísmo circular confirmou a predição in silico do elevado conteúdo de alfa-helices. A análise por espectrometria de massas forneceu os dados experimentais que confirmaram o padrão conservado de pontes dissulfeto anteriormente descrito para STC1 de peixes. Finalmente, os dados de espalhamento de raios-X a baixo ângulo demonstraram que, STC1 adota uma estrutura dimérica, ligeiramente alongada em solução fornecendo deste modo os primeiros dados estruturais à baixa resolução desta família de proteínas. Além disso, foi possível obter proteína suficiente e de elevado grau de pureza para realizar ensaios cristalização que resultaram em cristais os quais difrataram a boa resolução. / Abstract: Staniocalcins (STCs) represent a small family of glycoprotein hormones found in all vertebrates composed by STC1 and STC2, which have been initially implicated in calcium homeostasis and also recently implicated in several other processes. Stanniocalcin-1 (STC1), the first member found, was originally discovered in bony fishes and later identified in humans were it seems to have a role, although still unclear, in carcinogenesis and angiogenesis. In humans STC1 can be found in two forms: a dimer or a group of higher molecular weigh variants collectively called bigSTC. Since both leukemic cells and solid tumors depend on vascularization, angiogenesis is a fundamental step in tumor-host interaction and essential to the cancer progression. Previous microarray analysis resulted in the identification of several activated genes in bone marrow (BM) endothelial cells (BMEC) modulated by presence of leukemic cells. Here we present STC1 as a BM microenvironment marker during acute lymphoblastic leukemia (ALL) by validating previous microarray data by quantitative RealTime-PCR. In view of the lack of functional and structural information on STC1 we performed (1) a yeast two hybrid screen in order to find some of the human STC1 interacting proteins and (2) a initial structural lowresolution characterization of this protein. We were able to construct a protein-protein interaction map, derived from the 22 interactants found in our yeast two-hybrid screen. The proteins found are located in several cellular compartments in which STC1 has already been shown to be present, and the new information might help to clarify how and which role it performs at these sites. As a means to provide structural information about STC1, we performed biochemical and structural analyses of recombinant STC1 6xHis tagged protein produced in insect cells by using the baculovirus system. Circular dichroism analysis confirmed the in silico predicted high alpha-helical content. By mass spectroscopy analysis we provided experimental data that confirmed the conserved disulfide pattern previously described for fish STC1. Finally Small Angle X-ray Scattering data demonstrated that STC1 adopts a dimeric, slightly elongated structure in solution, providing there by the first low resolution structural data of this family of proteins. Additionally, we could obtain enough protein of high purity to perform crystallization trials that resulted in crystals diffracting at good resolution. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular