Estudo do metabolismo de selênio em eucariotos primitivos

Resumo

A descoberta de novos aminoácidos, como a selenocisteína e pirrolisina, resultando na expansão do código genético dos tradicionais 20 aminoácidos para atualmente um total de 22 aminoácidos, tem despertado o interesse de diversos grupos de pesquisa. A via de síntese do 21º aminoácido (selenocisteína - Sec - U), cuja incorporação co-traducional em selenoproteínas depende de um códon de terminação UGA em fase e uma estrutura terciária do RNA mensageiro conhecida como elemento SECIS, representa a principal forma biológica de selênio. Entretanto, pouco se conhece sobre a via de biosíntese e incorporação de selenocisteína em eucariotos primitivos, bem como é escassa as informações sobre o metabolismo selênio propriamente dito. Em 2006 identificou-se em kinetoplastida a existência dos membros da via de inserção de selenocisteína, tais como SelB (Elongation Factor EFSec), SelD (Selenofosfato sintetase), PSTK (Fosfoseril tRNA kinase), SecSepS (Selenocisteína Sintase) e tRNA[Ser]Sec, bem como a presença de três selenoproteínas, SelK, SelT e SelTryp. Face ao exposto, o projeto pretende estudar importantes aspectos associados ao funcionamento da via de inserção de selenocisteína em kinetoplastida, utilizando ferramentas como purificação de complexos visando identificar potenciais novos membros envolvidos com esta maquinaria. O fato da evolução da via de biosíntese e incorporação de selenocisteína em eucariotos primitivos permanecer obscura levantaram questionamentos de quais organismos possuíam esta via ativa em seu metabolismo. Esta pergunta culminou na identificação da presença da via em questão em Naegleria gruberi (manuscrito em preparação), uma ameba de vida livre, cujo genoma recém seqüenciado trouxe inúmeras contribuições no entendimento da evolução dos eucariotos. Entretanto, algumas particularidades identificadas na via de inserção de selenocisteína em N. gruberi merecem atenção e serão abordados neste projeto. O principal ponto a ser estudado é a presença de um domínio adicional identificado na enzima selenofosfato sintetase, potencialmente envolvido na detoxificação de selênio. Ainda que a identificação de via de incorporação de selenocisteína em N. gruberi represente um avanço, pouco se sabe sobre a distribuição desta via entre os eucariotos primitivos. Portanto, análises utilizando seqüenciamento em larga escala poderão apontar se alguns organismos selecionados possuem os elementos essenciais desta via, como SelD e/ou SelB. De fato, este projeto utilizando diferentes técnicas em diversos organismos poderá contribuir para o entendimento do metabolismo de selênio em eucariotos primitivos, incluindo seres de vida livre e parasitária.