SILVA FILHO, José Caetano da. Bases moleculares do processamento pós-traducional na estrutura tridimensional de uma lectina de sementes de Dioclea grandiflora. 2017. 87 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PPGBiotec (ppgbiotec@ufc.br) on 2017-11-23T12:23:38Z
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Previous issue date: 2017 / Lectins, specially the ones from plants, are widely studied and characterized by present great biotechnological potential such as antidepressant, antitumoral and anti- and pro-inflammatory activities. These properties take into account the mature form of the lectin, which is synthesized as an inactive glycoprotein precursor that is post-translationally modified by deglycosylation, proteolytic breakdown and polypeptide chain inversion. Deglycosylation makes the precursor able to bind carbohydrates. The deglycosylated precursor from Dioclea grandiflora lectin (pDGL) do not solely binds to monosaccharides, presenting hemagglutinating activity, but also presents higher affinity to mannose in relation to its mature
counterpart. Although the post-translational processing is well understood, the structural basis for this different affinity pattern is less clear. In this way, the present work aimed to elucidate the crystallographic structure of pDGL in complex to mannose to identify the structural characteristics that determine its greater affinity to this hexose. Recombinant pDGL was cocrystallized with mannose and crystals were submitted to X-ray diffraction and the resulting data were computationally analyzed. In silico studies were carried out to compare the interaction pattern of mannose and more complex carbohydrates between pDGL and their
mature form. The crystallographic structure of pDGL presented as a tetramer, conserving all structural characteristics of its mature counterpart, including the presence of non-repetitive secondary structures that fold the Carbohydrate Recognition Domain (CRD). However, pDGL seems unable to form stable tetramers, once it lacks two important interdimeric contacts orchestrated by histidine residues His22 and His194. Mannose bound at all four polypeptide chains being stabilized by several interactions, including a CH—π ligation. In silico analyses showed that pDGL, in relation to its mature form, binds with higher affinity to mannose and the trimannoside 3,6-di-O-(ɑ-D-manopyranosyl)-ɑ-D-mannopiyranose due its CRD presents
lower depthness. Together, these results show that post-translational processing (i) allows the formation of stable tetramers and (ii) produces subtle changes in the disposal of CRD residues that decreases the affinity of the mature protein for carbohydrate molecules. / Lectinas, em especial aquelas de origem vegetal, são amplamente estudadas e caracterizadas por apresentarem atividades antidepressivas, antitumorais e anti- e pró-inflamatórias. Todas essas atividades levam em consideração a forma madura da lectina, a qual, nas representantes da subtribo Diocleinae, é sintetizada como uma glicoproteína precursora inativa que sofre modificações pós-traducionais que incluem deglicosilação, clivagem proteolítica e inversão da cadeia polipeptídica. A deglicosilação torna o precursor capaz de se ligar a carboidratos. O precursor deglicosilado da lectina de Dioclea grandiflora (pDGL) não só se liga a monossacarídeos, apresentando atividade hemaglutinante, como tem maior afinidade por
manose em relação à sua contra-parte madura. Apesar do processamento pós-traducional ser bem conhecido, as bases moleculares desse mecanismo na estrutura tridimensional de lectinas bem como sua influência sobre a afinidade a carboidratos ainda não estão muito claras. Assim, o presente trabalho teve como objetivo identificar as características estruturais de uma lectina não processada e os fatores que influenciam sua interação com carboidratos, comparando-os com sua contra-parte madura. Para isso, a pDGL recombinante foi cocristalizada com manose e os cristais obtidos foram difratados e seus dados resultantes tratados computacionalmente. Análises in silico foram realizadas para se comparar as
características estruturais da pDGL e de sua forma madura, bem como seus modos de interação com a manose e o trimanosídeo 3,6-di-O-(ɑ-D-manopiranosil)-ɑ-D-manopiranose. A estrutura cristalográfica da pDGL apresentou-se como um tetrâmero, mantendo todas as características estruturais de sua contra-parte madura, incluindo a presença de estruturas secundárias não-repetitivas que moldam o domínio de reconhecimento a carboidrato (CRD). Entretanto, diferente desta, a pDGL parece não ser capaz de formar arranjos tetraméricos estáveis, já que faltam duas importantes interações interdiméricas envolvendo os resíduos His22 e His194. A manose se ligou nas quatro cadeias do modelo cristalográfico sendo estabilizada por diversas interações. As análises in silico mostraram que a pDGL, em relação à sua forma madura, se liga com maior afinidade à manose e ao trimanosídeo devido seu CRD possuir menor profundidade. Em conjunto, esses dados sugerem que o processamento póstraducional permite a formação de tetrâmeros estáveis e gera sutis mudanças na disposição dos resíduos do CRD que fazem a proteína madura ter menor afinidade a carboidratos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/28278 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Silva Filho, José Caetano da |
| Contributors | Rocha, Bruno Anderson Matias da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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