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Reconstrução de sequências enzimáticas ancestrais para entender o câncer: capacidade de evolução e resistência da tirosina quinase ABL1

Processo: 19/25955-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 10 de agosto de 2020
Vigência (Término): 09 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Sandro Roberto Marana
Beneficiário:Felipe Akihiro Melo Otsuka
Supervisor no Exterior: Sinisa Bjelic
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Linnaeus University, Suécia  
Vinculado à bolsa:18/18537-4 - Relação da estrutura quaternária e atividade enzimática da beta-glicosidase de Spodoptera frugiperda (Sfbgly), BP.DD
Assunto(s):Neoplasias

Resumo

Quinases transferem grupos fosforil para os aminoácidos tirosina, serina e treonina situada em outras proteínas utilizando o cofator ATP. As quinases são, em certo sentido, os verdadeiros moderadores que mantêm as células vivas controlando processos celulares importantes, como divisão celular, metabolismo, sinalização, diferenciação celular, etc. Quando uma tirosina quinase específica, Abl1 (Abelson quinase), foge ao controle e se torna altamente ativa, uma condição prejudicial emerge, conhecida como câncer de sangue ou leucemia. A inibição da Abl1 é, portanto, uma via promissora para o tratamento de câncer de sangue. No entanto, a resistência a medicamentos representa um grande desafio durante o tratamento do câncer, e a principal causa dessa resistência é devida a mutações no domínio quinase da Abl1. Essa pressão seletiva que impulsiona a resistência não é claramente elucidada. Aqui, propomos uma maneira de obter uma melhor compreensão do surgimento de resistência a medicamentos investigadas pela teoria da evolução molecular. A reconstrução ancestral da Abl1 será prevista pela reconstrução filogenética e suas sequências mais ancestrais serão validadas por rodadas de otimização usando o software Rosetta. Características estruturais entrarão em foco na avaliação da adequação da sequência dos modelos finais. Com ferramentas biotecnológicas modernas de expressão e purificação, as enzimas ancestrais serão ressuscitadas in vitro e suas atividades serão ensaiadas medindo os seus parâmetros cinéticos. Isso fornecerá um conhecimento valioso da possibilidade de sequência disponível para as quinases e, especificamente, para o Abl1 aberrante e constantemente ativa e envolvida no câncer de sangue. Prever possíveis mutações de resistência antes de seu surgimento é uma ferramenta inestimável em nossas futuras lutas contra o câncer.