Orientador: Jörg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T13:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alborghetti_MarcosRodrigo_D.pdf: 16630969 bytes, checksum: 42e040f25194010a25828aeaa31ac3c2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As proteínas humanas FEZ1 e FEZ2 (fasciculation and elongation protein zeta) são ortólogas da proteína UNC-76 de C. elegans e estão envolvidas no crescimento e na fasciculação dos axônios através de interações que envolvem kinesinas, mitocôndrias e vesículas sinápticas. Além disso, algumas evidências sugerem a participação de FEZ1 na etiologia da esquizofrenia, no ciclo viral, além da resistência à quimioterápicos. Sua estrutura intrinsecamente desordenada, com coiled-coil ao longo da sequência, pode contribuir para sua função. Nós exploramos a evolução molecular da família de proteínas FEZ com ênfase no ramo dos vertebrados. Através do perfil do interactoma comparado entre FEZ1 e FEZ2 de Homo sapiens e UNC-76 de C. elegans foi observado um padrão de conservação das interações proteínaproteína entre FEZ1 e UNC-76, que explicam a capacidade de FEZ1 resgatar os defeitos causados por mutações em unc-76 em nematoides, de acordo com o descrito por Bloom e colaboradores em 1997. Além disso, caracterizamos a interação entre FEZ1 e SCOCO (short coil-coiled) por SAXS (Small Angle X-ray Scattering). Essa interação já foi descrita previamente entre os seus ortólogos UNC-76 e UNC-69, que cooperam no crescimento axonal. Um estado de heterotetramérico foi observado, consistindo de duas moléculas GST-SCOCO interagindo com duas moléculas de 6xHis-FEZ1 dimerizadas. Por PAGE (Polyacrylamide Gel Electrophoresis, eletroforese em gel de poli-acrilamida), SAXS, Espectrometria de Massas e Ressonância Magnética Nuclear, constatamos que FEZ1 dimeriza envolvendo a formação de ponte dissulfeto. In vivo, este estado dimérico de forma covalente pode ser importante para o transporte mediado por kinesinas de proteínas ao longo dos microtúbulos. Assim, FEZ1 pode ser classificada como uma proteína adaptadora do transporte, dimérica e bivalente, essencial para o crescimento axonal e organização pré-sináptica normal e transporte de cargas. A agregação de novos parceiros de interação encontrada para a proteína FEZ2 poderia ser interpretada como aquisição de novas funções moleculares e pode ter ocorrido nos primeiros estágios da evolução dos cordados / Abstract: The human proteins FEZ1 and FEZ2 (fasciculation and elongation protein zeta 1) are orthologs of the protein UNC-76 from C. elegans, involved in growth and fasciculation of axons, through interactions that involve kinesins, mitochondria and synaptic vesicles. Moreover, some evidence suggests involvement of FEZ1 in the etiology of schizophrenia, in addition to the viral cycle and resistance to chemotherapy. Its structure intrinsically disordered, with coiled-coil along the sequence, can contribute to its function. We have explored the molecular evolution of the FEZ protein family with emphasis on the vertebrata branch. Analyzing the interactome profile of the FEZ1 and FEZ2 from Homo sapiens and UNC-76 from C. elegans we observed a conserved pattern of protein-protein interactions among FEZ1 and UNC-76 that explain the ability of FEZ1 to rescue the defects caused by unc-76 mutations in nematodes, according to Bloom and co-workers in 1997. Furthermore, we characterized the interaction between FEZ1 and SCOCO (short coiled-coil protein) by SAXS (Small Angle X-ray Scattering). This interaction has been previously reported between their orthologs UNC-76 and UNC-69 that cooperate in axonal outgrowth. A heterotetrameric state was observed, which consists of two GST-SCOCO molecules attached to two FEZ1 molecules. By PAGE (Polyacrylamide Gel Electrophoresis), SAXS, Mass Spectrometry and Nuclear Magnetic Resonance we defined that FEZ1 dimerizes involving formation of disulfide bond. In vivo this covalent mediated dimeric state could be important for kinesin mediated protein transport along the microtubule. Thereby, FEZ1 may be classified as a dimeric and bivalent transport adaptor, essential to axon outgrowth and normal pre-synaptic organization and transport of cargoes. The aggregation of new interaction partners found for the FEZ2 protein could be interpreted as the acquisition of new molecular functions and may have occurred in the early stages of chordate evolution / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jorg Kobarg / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T03:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Migueleti_DeividLucasdosSantos_M.pdf: 8057948 bytes, checksum: ef239a4533686a90e511e97afd0f97ba (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A proteína UNC-76 foi identificada como necessária para a fasciculação e elongação de axônios do verme Caenorhabditis elegans durante o desenvolvimento do sistema nervoso. A homóloga de mamíferos FEZ1 apresenta altos níveis de expressão em tecidos neuronais e camundongos knockout para o gene FEZ1 apresentam desvios de comportamento que remetem a desordens neurológicas. O papel de FEZ1 no desenvolvimento do sistema nervoso parece residir na sua associação com elementos do citoesqueleto e vias de sinalização (e.g., PKC?, E4B, DISC1) que conduzem o crescimento axonal e a polarização celular. Trabalhos do grupo mostram que FEZ1 é uma proteína multifuncional (hub), capaz de interagir com mais de 50 parceiros através de seus domínios coiled-coil. Além disso, a superexpressão de FEZ1 em células HEK293 provoca o aparecimento de núcleos multilobulados, um fenótipo comum em alguns tipos de leucemia. Nesse trabalho foi investigado o papel de FEZ1 nos mecanismos causadores dos núcleos multilobulados e as consequências funcionais de sua superexpressão na viabilidade celular, tentando extrapolar esse modelo para leucemias. Análises in silico de diversas leucemias mostraram que FEZ1 está superexpressa em LMAs e que isso pode se relacionar à ocorrência da fusão 11q23/MLL. A expressão de FEZ1 na linhagem leucêmica THP-1 foi detectada por Western blotting, mas, a expressão em PBMCs de pacientes ainda permanece sem provas empíricas. Para avaliar as consequências funcionais da superexpressão, uma linhagem com expressão estável e indutível foi obtida e utilizada em ensaios de proliferação e resistência a quimioterápicos. Porém, não foram observadas diferenças entre as linhagens expressando a fusão FLAG-FEZ1 e as que expressavam o FLAG tag apenas. Em um ensaio de IP-MS utilizando tais linhagens, foram identificadas proteínas cuja interação com FEZ1 pode ser modulada pela atividade de PKCs. Finalmente, a cotransfecção de FEZ1 inteira com coiled-coils C-terminais diminui a formação de núcleos multilobulados em quase 40%. A transfecção com o mutante FEZ1 nocys contendo 5 cisteínas mutadas não teve o mesmo efeito, mas, novos experimentos são necessários para determinar o potencial de sinergismo que esses dois componentes podem ter sobre a ocorrência desse fenômeno / Abstract: The protein UNC-76 was identified as necessary for fasciculation and elongation of axons of the worm Caenorhabditis elegans during development of the nervous system. The mammalian homologue FEZ1 is mostly expressed in neuronal tissues and FEZ1 knockout mice present behavior abnormalities that resemble neurological disorders. The role of FEZ1 in the development of the nervous system seems to lie in its association with cytoskeletal elements and signaling pathways (e.g., PKC?, E4B, DISC1) regulating axon outgrowth and cell polarization. The studies of our group have shown that FEZ1 is a hub, able to interact with more than 50 partners through its coiled-coil domains. Furthermore, overexpression of FEZ1 in HEK293 cells causes the appearance of flower-like nuclei, a common phenotype to certain types of leukemia. In this work the role of FEZ1 in the mechanisms of flower-like nuclei formation and functional consequences of its overexpression on cell viability were investigated, attempting to extrapolate this model for leukemias. In silico analysis of several leukemias showed that FEZ1 is overexpressed in AML patients and that this may relate to the occurrence of 11q23/MLL genetic fusion. FEZ1 expression in leukemic THP-1 cells was detected by Western blotting, but the expression in PBMCs of leukemic patients still lacks empirical evidence. To assess the functional consequences of overexpression, cell lineage with stable and inducible expression of FEZ1 was obtained and used in proliferative assays. However, it was not observed any differences between lineages expressing FLAG-FEZ1 fusion protein or FLAG tag alone. IP-MS assay using these lineages identified proteins whose interaction with FEZ1 could be modulated by the activity of PKCs. Finally, cotransfection of C-terminal coiled-coils and FEZ1 full-length decreases flower-like nuclei formation to nearly 40%. Transfection with FEZ1nocys mutant containing five substituted cysteines did not play the same, but further experiments are needed to determine the potential synergism these two components may have on this phenomenon / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular