Mobilidade da hélice 12 de receptores nucleares: comparação entre simulações de de dinâmica molecular e experimentos de anisotropia de fluorescência

Resumo

Receptores nucleares constituem uma superfamília de proteínas responsáveis pela regulação da expressão de gênes. Estruturalmente, são formados por três domínios: um domínio N-terminal, um domínio central de ligação com o DNA e um domínio C-terminal, denominado de domínio de ligação com o ligante (LBD), o qual é responsavél pela interação com ligantes. Diversos experimentos mostram que a interação com o ligante afeta a estrutura e a mobilidade da hélice C-terminal dos receptores nucleares (hélice 12 do domínio de ligação com o ligante), sendo o principal mecanismo de ativação e repressão da transcrição. As primeiras estruturas cristalograficas de receptores nucleares sugeriram que na ausencia de ligantes, a hélice 12 apresentaria uma conformação inativa, estendida ao relação ao corpo do LBD, enquanto que na presença de ligantes, adotaria uma conformação ativa, acoplada a superfície do LBD, permitindo a interação com proteínas correguladoras. Esse mecanismo foi denominado mecanismo da ratoeira para a entrada e saída de ligantes. Porém esse mecanismo apresenta diversas falhas e tem sido desacreditada. Experimentos mais recentes demonstram que de fato existem diferenças estrutarais da H12 na presença e na ausencia de ligantes, entretanto, a principal diferença está relacionada com a sua mobilidade: a interação com ligantes torna a hélice 12 mais rígida e estável. Entretanto, a dimensão dos movimentos da hélice 12 ainda não estão bem compreendidos, principalmente porque, a obtenção de informações estruturais sobre proteínas moveis em solução são difeceis de ser obtidas. Nesse trabalho buscamos a contrução de um modelo capaz de dimensionar a mobilidade da hélice 12 através da comparação direta entre simulações de dinâmica molecular e experimentos de anisotropia de fluorescência. Utilizando simulações de dinâmica molecular reproduzimos experimentos de anisotropia de fluorêscencia acoplando a sonda cys-fluor à hélice 12 do PPAR$\gamma$ para estudar a mobilidade desta. Nesse trabalho mostramos que os resultados experimentais só podem ser explicados por conformações onde a sonda fluorescente permacence presa a superfície do LBD. Foi mostrado também que curvas de anisotropia com decaimentos comparaveis com os decaimentos experimentais estão associados à pequenas variações conformacionais de hélice 12. Simulações com receptores nucleares com a H12 aberta, conforme sugerido pela modelo da ratoeira, revelaram curvas de anisotropia com decaimentos mais rápidos que os experimentais. Esses resultados implicam em um modelo onde a H12 sofre alterações conformacionais locais, não apresentando variações tão dramáticas como o proposto pelo modelo da ratoeira.