Mortalina humana: interação com lipossomos, membrana mitocondrial, beta-amiloides e efeito de sua presença na toxicidade de beta-amiloides em neurônios

Resumo

Heat Shock Proteins (HSPs) são componentes importantes das chaperonas moleculares, exercendo um importante papel no enovelamento proteico, tráfego intracelular, degradação celular e no auxilio de proteínas na obtenção de suas estruturas nativas, etc. Tendo cerca de 40-60% de identidade entre seus membros procariotos e eucariotos, a superfamília Hsp70 corresponde a uma família de proteínas altamente conservada. Em humanos, são expressos quatro tipos: a Hsp70, que é induzida por estresse; a Hsc70; BIP e mtHsp70 que são expressas constitutivamente. Estudos tem mostrado que a família das Hsp70 humana possui uma capacidade incomum de interagir com membranas lipídicas e esta interação é diferente entre Hsc70 e Hsp70. Além disso, Hsps tem sido encontradas na superfície de celulares tumorais e tem sido demonstrado que adição exógena de Hsp70 em uma variedade de células resulta em reações particulares, que podem ocorrer após a ligação à membrana plasmática. Além disso, Hsc70 e Hsp70 quando incorporadas em membranas artificiais são capazes de formar um condutor de íons regulado por nucleotídeos. Deste modo, essas descobertas sugerem que Hsp70 possuem afinidade especifica por lipídios e que esta interação pode ser importante para as células, talvez atuando como uma forma de comunicação durante infecções e/ou danos celulares. A Hsp70 mitocondrial humana (chamada mtHsp70 ou mortalina) está envolvida em muitos processos celulares, incluindo a importação de proteínas do citosol para a matriz mitocondrial. mtHsp70/mortalina pode também estar presente no citoplasma, onde ela está envolvida no sequestro da p53, proteína relacionada com a proliferação de alguns cânceres. A mtHsp70/mortalina também participa em várias doenças causadas pelo envelhecimento, assim como doença de Parkinson e Alzheimer. Nós hipotetizamos que mtHsp70/mortalina pode também interagir com a membrana mitocondrial. Além disso, nós propomos que a capacidade da mtHsp70/mortalina de se associar com membranas é importante no transporte de proteínas citosolicas na matriz mitocondrial. Para testar essas hipóteses, nos propomos estudar a interação da mtHsp70/mortalina recombinante com lipossomos feitos de vários lipídios utilizando um ensaio bem estabelecido de inserção lipossômica, desenvolvido no laboratório De Maio, na presença e ausência de ligantes. Estes estudos serão complementados com lipossomas, semelhantes à composição da membrana mitocondrial. Nós também usaremos a membrana mitocondrial, a qual será isolada e testada para inserção de mtHsp70/mortalina. A segunda parte desta proposta será o estudo para desvendar se mtHsp70/mortalina facilita ou não a translocação de proteínas citosólicas que são transportadas para dentro da mitocôndria. Além disso, nossos ensaios revelaram que a mtHsp70/mortalina oligomeriza em complexos de elevado peso molecular após ser exposta a 43 0C. Nós também propomos investigar o processo de agregação e procurar co-chaperonas que revertam esse processo e, se esses oligômeros formados termicamente possuem alguma função no meio celular célula, uma vez que os nossos testes indicam que eles têm estruturas secundárias / terciárias e atividade ATPásica. Nós também investigaremos a interação de monômeros de mtHsp70/mortalina e oligômeros com beta-amiloides e neurônios. (AU)