Orientador: Ljubica Tasic / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_PaulaFernandaLacarini_M.pdf: 1689128 bytes, checksum: c3f8712ed17691069b7fabb711257101 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) é uma bactéria Gram-negativa que parasita plantas cítricas e é responsável pela doença conhecida como cancro cítrico, que apresenta grande importância econômica em todo mundo. Acredita-se que a infecção da célula hospedeira ocorre com atuação dos sistemas de secreção, onde fatores macromoleculares de virulência, normalmente proteínas ou complexos de ácidos nucléicos com proteínas, são excretados para o citosol da célula no caso dos sistemas do tipo III e IV, onde irão interferir no processo celular do hospedeiro. O alvo do estudo é a proteína hipotética XACb0033, codificada pelo locus virB do plasmídio pXac64. Ela foi identificada como possível chaperona secretória do sistema de secreção tipo IV, por apresentar diversas características destas proteínas, como baixo peso molecular, pI ácido e propensão a formação de dímeros, entre outras. A XACb0033 foi clonada no vetor de expressão pET23a(+) e expressa na bactéria Escherichia coli utilizando técnicas de biologia molecular de clonagem e expressão. Os resultados da expressão foram satisfatórios, obtendo-se a proteína em quantidade suficiente para sua purificação seguida pela caracterização estrutural. A XACb0033 foi analisada por Espectrometria de Massas (MALDI-Tof MS), Dicroísmo Circular (CD), fluorescência de emissão estática e dinâmica, Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio-1 (RMN de H) e Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Todos os dados indicam que a XACb0033 apresenta estrutura enovelada, não interage com os nucleotídeos (ATP e ADP) e tende em agir em forma dimerica seguindo o modelo de uma chaperona secretória, e, por fim, a estrutura do seu envelope molecular foi obtida. / Abstract: Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) is a Gram-negative bacterium that parasites citric plants all over the world and is responsible for causing the citrus canker with significant economic importance. It is believed that infection of the host cell occurs with activity of Xac¿s secretion systems, where macromolecular virulence factors, usually proteins or nucleic acid complexes with proteins, are excreted into the cytosol of the host cells as in the case of type III and IV systems, where they will interfere with the key cell processes. The aim of our study was structural characterization of the XACb0033, Xac¿s hypothetical protein, encoded by the locus virB of pXac64 plasmid. This protein was identified as a possible type IV secretion system chaperona because it presents many features of these proteins, such as low molecular weight, acidic pI, and propensity to form dimers, among others. The XACb0033 was cloned at expression vector pET23a (+) and expressed in Escherichia coli using molecular biology techniques for cloning and expression. The expression results were satisfactory, obtaining sufficient protein for its purification followed by structural characterization. The XACb0033 was analyzed by Mass Spectrometry (MALDI-Tof MS), Circular Dichroism (CD), static and dynamic Fluorescence, Nuclear Magnetic Resonance (H NMR) and by Small Angle X-ray Scattering (SAXS). All collected data indicated that XACb0033 has folded structure, does not interact with nucleotides (ATP and ADP) and tends to act in dimeric form, following a model of a secretory chaperona, and, at last but not at least, its molecular envelope structure has been obtained. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Ljubica Tasic / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_ThaisPereira_M.pdf: 827343 bytes, checksum: a4f6f9404835341a96ecd4f5ca467c69 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A bactéria gram-negativa Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) é responsável pelo cancro cítrico, uma doença de grande importância econômica em todo o mundo. Seus mecanismos de virulência ainda são pouco conhecidos, mas acredita-se que o processo de translocação das proteínas de virulência para a célula da planta hospedeira seja realizado por meio dos sistemas de secreção, principalmente do tipo III e hipoteticamente do tipo IV, onde se destaca o papel das chaperones secretórias. O alvo do nosso estudo é uma proteína hipotética, a XACb0032, que em ensaios de duplo híbrido, apresentou interação com a também hipotética XACb0033 anteriormente indicada como possível chaperone do sistema secretório tipo IV (TTFS). Ambas as proteínas hipotéticas são codificadas pelo locus virB do plasmídeo pXAC64. Os estudos estruturais apresentados iniciaram-se com a clonagem em pET23a, seguidos de testes de expressão desta proteína utilizando cepas de Escherichia coli, BL21(DE3)pLysS e RP códon plus. A expressão da XACb0032 foi bem sucedida utilizando a cepa RP códon plus. Os problemas encontrados para purificar a insolúvel XACb0032 foram resolvidos utilizando a sua co-expressão com a XACb0033. Após dois passos de purificação, obtivemos o complexo das proteínas (XACb0032/XACb0033) puro e em quantidades satisfatórias para análises espectroscópicas. O complexo destas proteínas foi analisado por dicroismo circular (CD), emissão de fluorescência (estática e dinâmica), ressonância magnética nuclear (RMN) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Todos os dados obtidos indicaram que o complexo purificado exibe a estrutura enovelada e que após a adição de adenosina difosfato (ADP) ocorre uma mudança evidente na sua forma e no seu tamanho, indicando uma possível quebra do complexo XACb0032/XACb0033 após a liberação de ADP na célula. Portanto, podemos supor que o sistema de secreção do tipo IV deve funcionar da seguinte maneira: 1. Ligação da chaperone XACb0033 à XACb0032 mantendo-a em uma conformação semi-desenovelada; 2. Ligação do complexo ao ATP; 3. Reconhecimento do sistema ATP + complexo pelo TTFS, logo a ATPase cliva o ATP; 4. Formação do ADP e sua presença promove a dissociação da XACb0032 do complexo; 5. Possível secreção da proteína alvo, ou seja, a XACb0032 poderia passar através do canal de secreção até atingir a célula eucariótica / Abstract: Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) is the causative agent of citrus canker, a disease of significant economic importance worldwide. The molecular bases of the virulence mechanism are still unknown, but is believed that transfer of bacterial virulence proteins directly into the host cell cytoplasm is mediated by protein secretion systems, mainly type III and hypotheticaly type IV. The target of our study was XACb0032. This protein, in two hibrid system, interacted with XACb0033, a protein previously annoted as a possible cytoplasmatic chaperone of type four secretion system (TFSS). Both proteins are hypothetic and encoded by virB locus on pXAC64 plasmid. Structural studies were initiated by pET23a cloning; followed by expression tests with Escherichia coli strands BL21(DE3)pLysS and RP. The XACb0032 RP-expression was successful, however, the protein was insoluble. This problem was solved with its co-expression with XACb0033. After two purification steps, the pure protein complex has been analysed by following spectroscopic methods: circular dichroism (CD), fluorescence emission (static and dinamic), nuclear magnetic ressonance (NMR) and small angle X-ray scattering (SAXS). Our results indicate that the complex shows a folded structure and that after ADP addition, a drastic change occured in the complex size and shape, that might indicate complex breaking upon ADP production in cell. Based on these observations, we can provide the following model for TFSS pathway concerning these proteins: 1. The chaperone (XACb0033) binds to the XACb0032 to keep it in a semiunfolded conformation; 2. This complex binds with ATP; 3. ATP bound to complex docks onto the TFSS apparatus and ATPase hydrolysis ATP; 4. ADP is formed and its presence provides that XACb0032 protein dissociates from complex; 5. The XACb0032 could be able to pass through the needle into the eukaryotic cell / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química