The DEAD-Box RNA helicase family is a conserved group of enzymes that function in gene expression through ATP-dependent RNA unwinding and ribonucleoprotein (RNP) remodeling. DEAD-Box helicases function in multiple cellular processes, including pre-mRNA processing, translation, mRNA export, and mRNA decay. Although DEAD-Box proteins are critical for gene expression, much of their mechanistic activities are poorly understood. DEAD-Box proteins have increasingly been linked to tumorigenesis in humans, and better defining their activity at the mechanistic level will aid in understanding the underlying disease pathology. In this study, we used the model organism Saccharomyces cerevisiae to study the human DEAD-Box protein DDX3 orthologue, Ded1, and its role in translation initiation during cellular stress. Recently, we have found that Ded1 is an important mediator of the cellular stress response in a TOR-dependent manner. TOR regulates protein synthesis dependent on energy availability in the cell by regulating the assembly of the eukaryotic translation initiation complex. Human DDX3 has been found to interact with translation initiation complex subunit eIF4E and Ded1 has been found to interact with the translation initiation complex subunit eIF4G. In this study, we examined the purported interaction region between Ded1 and eIF4G on the C-terminus of Ded1 and found that ded1 Δ591-604 prevents eIF4G degradation under rapamycin treatment and confers resistance to rapamycin-induced growth inhibition. We also examined putative regulatory phosphorylation sites in the purported Ded1 eIF4G binding region. We propose that the Ded1/eIF4G interaction is critical for the repression of translation by Ded1 and that eIF4G degradation may be regulated by Ded1 under stress conditions.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-13T12:48:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) (DISERTAÇÃO_FINAL).pdf: 5009672 bytes, checksum: e22bfce3cf71465a9da25aea7e7d3615 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:48:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) (DISERTAÇÃO_FINAL).pdf: 5009672 bytes, checksum: e22bfce3cf71465a9da25aea7e7d3615 (MD5) Previous issue date: 2012-03-13 / FACEPE CNPQ / O gênero Leishmania compreende 30 espécies de protozoários flagelados pertencentes a famíla Trypanosomatidae, donde 20 são patogênicas ao homem. Esses organismos apresentam ciclos de vida complexos e peculiaridades moleculares frente à maioria dos eucariontes, como a ausência de regulação transcricional. Desse modo, a regulação da expressão gênica nesses parasitas é efetuada em etapas póstranscricionais, dentre essas a mais importante é o processo de iniciação da tradução dos mRNAs, onde diferentes fatores denominados eIFs (eukariotic initiation factors) estão envolvidos. Dentre esses fatores se destaca o complexo eIF4F com função de promover o reconhecimento e ligação de RNAs maduros aos ribossomos. Tal complexo é composto de três sub-unidades: eIF4A (RNA helicase); eIF4E (proteína de ligação ao cap); e eIF4G (proteína multidomínio estruturadora do complexo eIF4F). Em tripanossomatídeos se sabe da existência de cinco homólogos da sub-unidade eIF4G distintos (EIF4G1 ao G5), contudo, pouco se sabe sobre a ocorrência e funções celulares desses homólogos. Portanto o objetio do presente trabalho foi avaliar a expressão dos diferentes homólogos do eIF4G durante o ciclo de vida de Leishmania amazonensis, caracterizando as possíveis modificações pós-traducionais por fosforilação que possam estar agindo sobre tais fatores, uma vez que em eucariotos superiores mecanismos de regulação global da tradução por fosforilação dos eIFs via MAP quinases já são conhecidos. Para tal, foram realizadas culturas de L. amazonensis nas formas promastigota e amastigota-axênicas, e os extratos protéicos provenientes de diferentes fases do crescimento foram analisados através de Western blot. Foi observado que os homólogos de eIF4G estão presentes durante todo o ciclo de vida de L. amazonensis. Podendo ser observado que os EIF4G1, G4 e G5 apresentaram mais de uma isoforma proteica sugestiva de possíveis modificações pós-traducionais desses homólogos. Em conseguinte, a expressão de EIF4G3 e EIF4G4 foi analisada em condições especiais de cultivo na presença de seis inibidores diferentes, contudo nenhuma dessas condições alterou a expressão desses fatores, revelando que essas proteínas são bastante estáveis e possuem tempo de meiavida prolongado. Posteriormente, o mapeamento in silico de sítios de fosforilação por MAP quinases nos EIF4Gs de Leishmania spp. demonstra a existência de sítios de fosforilação específicos em todos os homólogos E a purificação de fosfoproteínas confirma a existência de mecanismos de fosforilação agindo nos EIF4G3 e EIF4G4. Esses resultados auxiliam no esclarecimento dos mecanismos moleculares, até então obscuros, envolvidos na regulação da expressão gênica pós-transcricional característica desses organismos.

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Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-04-10T16:16:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Dissertação-LarissaNascimento.pdf: 5009861 bytes, checksum: e41e4e6a4cc83034688c263b000766c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T16:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Dissertação-LarissaNascimento.pdf: 5009861 bytes, checksum: e41e4e6a4cc83034688c263b000766c1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-13 / O gênero Leishmania compreende 30 espécies de protozoários flagelados pertencentes a famíla Trypanosomatidae, donde 20 são patogênicas ao homem. Esses organismos apresentam ciclos de vida complexos e peculiaridades moleculares frente à maioria dos eucariontes, como a ausência de regulação transcricional. Desse modo, a regulação da expressão gênica nesses parasitas é efetuada em etapas pós-transcricionais, dentre essas a mais importante é o processo de iniciação da tradução dos mRNAs, onde diferentes fatores denominados eIFs (eukariotic initiation factors) estão envolvidos. Dentre esses fatores se destaca o complexo eIF4F com função de promover o reconhecimento e ligação de RNAs maduros aos ribossomos. Tal complexo é composto de três sub-unidades: eIF4A (RNA helicase); eIF4E (proteína de ligação ao cap); e eIF4G (proteína multidomínio estruturadora do complexo eIF4F). Em tripanossomatídeos se sabe da existência de cinco homólogos da sub-unidade eIF4G distintos (EIF4G1 ao G5), contudo, pouco se sabe sobre a ocorrência e funções celulares desses homólogos. Portanto o objetio do presente trabalho foi avaliar a expressão dos diferentes homólogos do eIF4G durante o ciclo de vida de Leishmania amazonensis, caracterizando as possíveis modificações pós-traducionais por fosforilação que possam estar agindo sobre tais fatores, uma vez que em eucariotos superiores mecanismos de regulação global da tradução por fosforilação dos eIFs via MAP quinases já são conhecidos. Para tal, foram realizadas culturas de L. amazonensis nas formas promastigota e amastigota-axênicas, e os extratos protéicos provenientes de diferentes fases do crescimento foram analisados através de Western blot. Foi observado que os homólogos de eIF4G estão presentes durante todo o ciclo de vida de L. amazonensis. Podendo ser observado que os EIF4G1, G4 e G5 apresentaram mais de uma isoforma proteica sugestiva de possíveis modificações pós-traducionais desses homólogos. Em conseguinte, a expressão de EIF4G3 e EIF4G4 foi analisada em condições especiais de cultivo na presença de seis inibidores diferentes, contudo nenhuma dessas condições alterou a expressão desses fatores, revelando que essas proteínas são bastante estáveis e possuem tempo de meia-vida prolongado. Posteriormente, o mapeamento in silico de sítios de fosforilação por MAP quinases nos EIF4Gs de Leishmania spp. demonstra a existência de sítios de fosforilação específicos em todos os homólogos E a purificação de fosfoproteínas confirma a existência de mecanismos de fosforilação agindo nos EIF4G3 e EIF4G4. Esses resultados auxiliam no esclarecimento dos mecanismos moleculares, até então obscuros, envolvidos na regulação da expressão gênica pós-transcricional característica desses organismos. / The genus Leishmania comprises 30 species of flagellated protozoa from the family Tripanosomatidae, of which 20 are pathogenic to humans. These organisms have complex life cycles and molecular particularities not observed in most eukaryotes, like absence of transcriptional regulation. Thus, the regulation of gene expression occurs in post-transcriptional steps, with the initiation of mRNA translation representing the most important event. Different factors called eIFs (eukariotic initiation factors) are involved, with emphasis in eIF4Fcomplex, which promotes mRNA recognition and its ribosome interaction. This eIF4F complex consists of three subunits: eIF4A (RNA helicase), eIF4E (cap binding protein) and eIF4G (scaffold protein, for eIF4F complex maintenance). In trypanosomatids, five eIF4G homologous (EIF4G1 to G5) was described, however, little is known about the specific cellular functions of these homologous. In this manner, we evaluated the expression and characterized post-translational modifications of the eIF4G homologous during the Leishmania amazonensis life cycle, especially phosphorylation, considering the translational regulation by phosphorylation of eIF ́s via MAP kinases observed in higher eukaryote. For this reason, cultures were performed with the L. amazonensis promastigote and amastigote axenic forms, and the protein extract, collected from different growth phases, were analyzed by Western blotting. These results demonstrated the detection of all eIF4G homologues during the life cycle of L. amazonensis, while more than one protein isoform were observed for the EIF4G1, G4 and G5 homologues, suggesting possible post-translational modifications. Posteriorly, the EIF4G3 and EIF4G4 gene expression were investigated under differential growth conditions using six distinct inhibitors, however no change was observed in the expression pattern, which suggests that these proteins are quite stable and have long half-life extending. Finally, In silico analysis shows specifics MAP kinase-dependent phosphorylation sites presents in all eIFG homologues and further analysis with EIF4G3 and EIF4G4 confirmed the existence of phosphorylation mechanisms acting on these factors.These present data help to clarify the molecular mechanisms involved in post-transcriptional regulation of gene expression characteristic of these organisms.