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Estudos estruturais das isoformas da co-chaperona ativadora da atividade ATPásica da HSP90 (Aha) de Plasmodium falciparum em complexo com a chaperona HSP90 e caracterização de seus papéis celulares

Processo: 21/02289-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2021
Vigência (Término): 31 de outubro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Julio Cesar Borges
Beneficiário:Thiago Vargas Seraphim
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/26131-5 - Chaperoma: estudo da relação entre a estrutura dos seus componentes e a manutenção da proteostase, AP.TEM
Assunto(s):Biologia estrutural   Biologia molecular   Chaperonas moleculares   Proteínas de choque térmico HSP90   Malária   Proteínas

Resumo

A Hsp90 é uma chaperona molecular central na manutenção da proteostase, sendo essencial para a viabilidade celular em condições normais e de estresse. Alterações na atividade da Hsp90 contribuem com o desenvolvimento de diversas patologias, como o câncer, doenças neurodegenerativas, entre outras. Esta chaperona também desempenha papéis críticos na manutenção da proteostase em protozoários e o desbalanço de suas funções leva a interrupção do ciclo de vida destes parasitos. A Hsp90 liga-se a regiões hidrofóbicas de proteínas-cliente, estabilizando-as, e sua atividade biológica depende da ligação e hidrólise de ATP, o qual direciona as amplas alterações conformacionais em seu ciclo funcional. Proteínas auxiliares, nomeadas co-chaperonas, se ligam a Hsp90 e assistem ao direcionamento destas mudanças conformacionais, regulando-as. Dentre elas, podem-se destacar as co-chaperonas Aha, que estabilizam a Hsp90 em um estado cataliticamente ativo e estimulam robustamente a hidrólise de ATP. Até o presente, são conhecidos quatro tipos de co-chaperonas Aha, enumerados aqui de 1 a 4, com organizações estruturais distintas. A Aha1 é presente em humanos, ao passo que a Aha1 e Aha3 encontram-se em levedura; a Aha2 foi encontrada em apicomplexos e a Aha4 é encontrada em Plasmodium e eucariotos não metazoários. As mais bem caracterizadas co-chaperonas Aha são a Aha1 e a Aha3, em contraste com o pouco conhecimento sobre a Aha2 e a Aha4. Neste contexto, este projeto objetiva caracterizar os mecanismos de estimulação da Hsp90 pelas co-chaperonas Aha2 e Aha4 de P. falciparum, bem como seus papéis celulares. Para isso, propomos mapear as interfaces de interação destas proteínas, investigar as alterações conformacionais da PfHsp90 decorrentes da ligação da PfAha2 e PfAha4 e a estrutura dos complexos PfAha2-PfHsp90 e PfAha4-PfHsp90. Adicionalmente, visamos determinar o papel destas co-chaperonas na fisiologia celular de P. falciparum, identificando suas localizações celulares, expressões fenotípicas associadas a diminuição de seus níveis celulares e as vias celulares nas quais atuam. As expectativas de sucesso desse projeto de Pós-Doutorado se baseiam na experiência da equipe no tema e em grande parte das técnicas propostas, na disponibilidade das proteínas recombinantes para estudos biofísicos e estruturais, assim como nos resultados preliminares disponíveis. Embora desafiadores, os resultados esperados a partir deste projeto possuem potencial de gerarem conhecimento de alto impacto na área de estudo, levando a uma detalhada descrição (e possivelmente uma nova classificação desse grupo de proteínas) dos mecanismos moleculares inéditos pelas quais as co-chaperonas PfAha2 e PfAha4 operam, e potencial de contribuição no desenvolvimento de novas terapias antimaláricas seletivas. (AU)

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