O proteassomo é uma protease intracelular multimérica e multicatalítica responsável pela degradação de proteínas envolvidas no controle do ciclo celular, processos de sinalização, apresentação antigênica e no controle de síntese proteica. Ele é constituído por uma unidade catalítica central denominada 20S (20SPT) e por unidades regulatórias (19S) acopladas em uma ou ambas as extremidades para formar o 26S (26SPT). O 26SPT reconhece e direciona os substratos poliubiquitinados para a proteólise por um mecanismo dependente de ATP. Entretanto, o 20SPT também é ativo quando dissociado de unidades regulatórias, degradando proteínas independentemente de poliubiquitinação e consumo de ATP. Proteínas modificadas oxidativamente e outros substratos são degradados desta maneira. O 20SPT é composto por dois anéis heptaméricos centrais (β) onde estão localizados os sítios catalíticos e por dois anéis heptaméricos externos (α) que são responsáveis pela abertura da câmara catalítica. Anteriormente, foi observado pelo grupo que o 20SPT da levedura S.cerevisiae sofre S-glutatiolação na subunidade α5 nos resíduos de Cys76 e Cys221. Assim, foram obtidas neste projeto linhagens de levedura S. cerevisiae portando mutações sítio-específicas na subunidade α5 do 20SPT (α5-C76S ou α5-C221S), e posteriormente, ensaios comparativos quanto às consequências estruturais e funcionais dessas mutações foram realizados. Observamos um aumento na capacidade/velocidade de degradação nas atividades peptidásicas e proteolíticas da mutante C221, e também que, a população de proteassomo isolada dessa linhagem apresenta maior proporção da forma aberta da câmara catalítica, sendo esta imediatamente fechada pela remoção da glutationa do 20SPT na presença de DTT. Resultados opostos foram observados na linhagem mutante C76. Identificamos por espectrometria de massas o resíduo C76 do 20SPT glutationilado na mutante C221. Os ensaios fenotípicos mostraram um aumento da longevidade e resistência ao estresse oxidativo da C221, enquanto que a linhagem C76 mostrou uma dificuldade no crescimento. Contudo, a S-glutationilação do 20SPT é uma modificação química pós-traducional reversível de ocorrência fisiológica dependente do estado redox celular, e, o presente trabalho discute a modulação da câmara catalítica do 20SPT através da S-glutationilação de dois resíduos de cisteína localizados na subunidade α5, e as consequências desta modificação na função proteassomal / The proteasome is a multimeric and multicatalytic intracellular protease responsible for the degradation of proteins involved in cell cycle control, signaling processes, antigen presentation, and control of protein synthesis. It comprises a central catalytic unit called 20S (20SPT) and regulatory units (19S) coupled at one or both ends to form 26S (26SPT). The 26SPT recognizes and directs polyubiquitinylated substrates targeted for proteolysis by an ATP-dependent mechanism. However, 20SPT is also active when dissociated from regulatory units, degrading proteins by a process independent of polyubiquitinylation and ATP consumption. Oxidatively modified proteins and other substrates are degraded in this manner. The 20SPT comprises two central heptamerics rings (β) where are located the catalytic sites and two external heptamerics rings (α) that are responsible for proteasomal gating. Previously, it was observed by our group that the 20SPT of yeast S. cerevisiae is modified by S-glutathionylation in the residues Cys76 and Cys221 of the α5 subunit. Thus, were obtained in this project strains of the S. cerevisiae carrying site-specific mutations in the α5 subunit of the 20SPT (α5-C76S or α5-C221S), and comparative assays as the structural and functional consequences of these mutations were performed. We observed an increase in capacity/speed of degradation in peptidase and proteolytic activity in the C221 strain and also that, the isolated population of the proteasome this strain presents the highest frequency of open catalytic chamber conformation, which is immediately closed by the removal of glutathione of the 20SPT in the presence of DTT. Opposite results were observed in the C76 strain. We identified by mass spectrometry the C76 residue of the 20SPT glutathionyilated the C221 mutant. Phenotypic assays show an increased longevity and resistance to oxidative stress of C221, while the C76 strain showed a difficulty in growth. However, the S-glutathionylation of the 20SPT is a reversible post-translational chemical modification of physiological occurrence dependent on the cellular redox state, and this project discusses the modulation of the catalytic chamber of 20SPT via S-glutationylation of the two cysteine residues located the α5 subunit, and the consequences of this change in proteosomal function
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-22072016-160442 |
| Date | 13 April 2016 |
| Creators | Janaina de Moraes Maciel Leme |
| Contributors | Marilene Demasi, Fernanda Marques da Cunha, Merari de Fatima Ramires Ferrari, José Ribamar dos Santos Ferreira Júnior |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas (Biologia Genética), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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