A família Pso2/Snm1 e suas possíveis funções na reparação de DNA e na manutenção genômica dos cromossomos

O genoma das células eucarióticas é um dos principais alvos para danos induzidos por inúmeros fatores ambientes, sejam estes de origem biótica ou abiótica. Considerando a complexidade da molécula de DNA, não é supreendente que existam diferentes tipos de lesões com os mais variados graus de severidade. Dentre todas as lesões que podem ser induzidas no DNA, as pontes intercadeias (ICLs) estão entre as mais graves. Se não forem reparadas, a presença de apenas um ICL pode ser letal para a célula. Além disso, as lesões do tipo ICLs são quimicamente heterogêneas, podendo modificar a estrutura do DNA de forma permanente ou temporária. Os mecanismos relacionados à reparação de ICLs ainda são pouco conhecidos em eucariotos. Apesar de várias proteínas terem sido descritas como essenciais ao processo, não há um modelo único que explique esta reparação. Contudo, dentre as diferentes proteínas que participam na reparação de ICLs, destacam-se as nucleases Pso2/Snm1. A forma de atuação das proteínas Pso2/Snm1 não é conhecida, mas inúmeros dados obtidos com mutantes de Saccharomyces cerevisiae e, recentemente, com células de mamífero, mostram que a ausência de Pso2p/Snm1p bloqueia a restituição do DNA de alta massa molecular. Por outro lado, tem sido mostrado que o Pso2p/Snm1p provavelmente atua na manutenção da cromatina, mas de uma forma ainda não completamente esclarecida. Uma das proteínas pertencentes à família Pso2p/Snm1p, Ártemis, possui um papel importante no desenvolvimento do sistema imunológico adaptativo de metazoários e parece ser essencial para outros processos relacionados ao metabolismo de DNA eucariótico. Desta maneira, este trabalho teve como objetivo principal o estudo da família Pso2p/Snm1p por meio da análise filogenética e de seqüências, comparando-a com proteínas homólogas já descritas em outros organismos. Além disso, esta comparação XVII permitiu estabelecer uma correlação funcional entre as proteínas em termos de reparação de DNA e manutenção da cromatina eucariótica. As análises de filogenia e de seqüências claramente demonstraram que as proteínas Pso2/Snm1 podem ser agrupadas em quatro grupos principais ao invés de três, ao contrário do que se conhecia previamente. Três destes grupos, por sua vez, são formados por subgrupos específicos, que possivelmente atuam de forma diferenciada na reparação de DNA, na manutenção da cromatina e na geração de diversidade biológica. Por outro lado, os estudos das seqüências Pso2/Snm1, baseados principalmente na técnica de análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA), revelaram um alto grau de similaridade de estruturas primárias e secundárias entre os diferentes grupos, um indicativo da importância estrutural para a função destas proteínas no metabolismo de DNA. A técnica de HCA permitiu mapear regiões conservadas (CRs) em todas as seqüências estudadas, compondo o chamado domínio Pso2p/Snm1p. Em alguns casos, o domínio Pso2p/Snm1p encontra-se fusionado a outros domínios catalíticos. Neste caso, destaca-se o estudo de uma nova família de DNA ligases dependentes de ATP que são exclusivas de plantas. Esta nova família, denominada de Lig6p, parece ter funções importantes no metabolismo do DNA de plantas, sendo esta a primeira DNA ligase eucariótica com função nucleásica identificada. Usando os dados obtidos neste trabalho em conjunto com os resultados de outros autores, é sugerido um possível modo de atuação das proteínas Pso2p/Snm1p na reparação de danos do tipo ICL, na manutenção da cromatina e na geração de diversidade biológica.

In Vivo Effects of Bothrops jararaca Venom on Metabolic Profile and on Muscle Protein Metabolism in Rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genome-Wide Analysis of Differentially Expressed Genes During the Early Stages of Tomato Infection by a Potyvirus

Plant responses against pathogens cause up-and downward shifts in gene expression. To identify differentially expressed genes in a plant-virus interaction, susceptible tomato plants were inoculated with the potyvirus Pepper yellow mosaic virus (PepYMV) and a subtractive library was constructed from inoculated leaves at 72 h after inoculation. Several genes were identified as upregulated, including genes involved in plant defense responses (e. g., pathogenesis-related protein 5), regulation of the cell cycle (e. g., cytokinin-repressed proteins), signal transduction (e. g., CAX-interacting protein 4, SNF1 kinase), transcriptional regulators (e. g., WRKY and SCARECROW transcription factors), stress response proteins (e. g., Hsp90, DNA-J, 20S proteasome alpha subunit B, translationally controlled tumor protein), ubiquitins (e. g., polyubiquitin, ubiquitin activating enzyme 2), among others. Downregulated genes were also identified, which likewise display identity with genes involved in several metabolic pathways. Differential expression of selected genes was validated by macroarray analysis and quantitative real-time polymerase chain reaction. The possible roles played by some of these genes in the viral infection cycle are discussed.

The 20S proteasome alpha(5) subunit of Arabidopsis thaliana carries an RNase activity and interacts in planta with the Lettuce mosaic potyvirus HcPro protein

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

An ancestral luciferase in the Malpighi tubules of a non-bioluminescent beetle!

The evolutionary origin of beetle bioluminescence is enigmatic. Previously, weak luciferase activity was found in the non-bioluminescent larvae of Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae), but the detailed tissular origin and identity of the luciferase-like enzyme remained unknown. Using a closely related giant mealworm, Zophobas morio, here we show that the luciferase-like enzyme is located in the Malpighi tubules. cDNA cloning of this luciferase like enzyme, showed that it is a short AMP-ligase with weak luciferase activity which diverged long ago from beetle luciferases. The results indicate that the potential for bioluminescence in AMP-ligases is very ancient and provide a first reasonable protoluciferase model to investigate the origin and evolution of beetle luciferases.

Efeitos da correção da acidose metabólica com bicarbonato de sódio sobre o catabolismo protéico na insuficiência renal crônica

A desnutrição protéico-energética constitui problema comum aos pacientes com insuficiência renal crônica, influenciando diretamente na sua morbi-mortalidade. A acidose metabólica tem papel no catabolismo protéico, ativando a via proteolítica proteasoma-ubiquitina, dependente de adenosina trifosfato, e conjuntamente com glicocorticóides induz uma maior atividade na desidrogenase que degrada os aminoácidos de cadeia ramificada. Esta revisão teve como objetivo descrever o mecanismo pelo qual a acidose metabólica nos pacientes com insuficiência renal crônica promove o catabolismo protéico, favorecendo assim a desnutrição, bem como avaliar os efeitos do uso de bicarbonato de sódio na correção da acidose e conseqüentemente redução do catabolismo protéico. Pesquisas mostram melhora da acidose pelo uso de bicarbonato de sódio e conseqüente redução do catabolismo protéico na insuficiência renal crônica, podendo ser esta uma conduta promissora na atenuação da desnutrição nestes pacientes.

Bovine serum albumin displays luciferase-like activity in presence of luciferyl adenylate: Insights on the origin of protoluciferase activity and bioluminescence colours

Luciferyl adenylate, the key intermediate in beetle bioluminescence, is produced through adenylation of D-luciferin by beetle luciferases and also by mealworm luciferase-like enzymes which produce a weak red chemiluminescence. However, luciferyl adenylate is only weakly chemiluminescent in water at physiological pH and it is unclear how efficient bioluminescence evolved from its weak chemiluminescent properties. We found that bovine serum albumin (BSA) and neutral detergents enhance luciferyl adenylate chemiluminescence by three orders of magnitude, simulating the mealworm luciferase-like enzyme chemiluminescence properties. These results suggest that the beetle protoluciferase activity arose as an enhanced luciferyl adenylate chemiluminescence in the protein environment of the ancestral AMP-ligase. The predominance of luciferyl adenylate chemiluminescence in the red region under most conditions suggests that red luminescence is a more primitive condition that characterized the original stages of protobioluminescence, whereas yellow-green bioluminescence may have evolved later through the development of a more structured and hydrophobic active site. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Efeitos do exercício físico de salto sobre as proteínas relacionadas à captação de glicose e via proteolítica dependente de ATP no músculo gastrocnêmio de ratos diabéticos induzidos por administração de aloxana

Pós-graduação em Fisioterapia - FCT

Abordagem metalômica quantitativa de mercúrio em peixes da região amazônica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Predição de sítios de ligação para a cisplatina e transplatina baseada em ligações de hidrogênio

Pós-graduação em Biofísica Molecular - IBILCE

MxA interacts with and is modified by the SUMOylation machinery

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mercury fractionation in dourada (Brachyplatystoma rousseauxii) of the Madeira River in Brazil using metalloproteomic strategies

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determination of the mercury fraction linked to protein of muscle and liver tissue of Tucunaré (Cichla spp.) from the Amazon Region of Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

FGFR4 Profile as a Prognostic Marker in Squamous Cell Carcinoma of the Mouth and Oropharynx

Background: Fibroblast growth factor receptor 4 (FGFR4) is a member of a receptor tyrosine kinase family of enzymes involved in cell cycle control and proliferation. A common single nucleotide polymorphism (SNP) Gly388Arg variant has been associated with increased tumor cell motility and progression of breast cancer, head and neck cancer and soft tissue sarcomas. The present study evaluated the prognostic significance of FGFR4 in oral and oropharynx carcinomas, finding an association of FGFR4 expression and Gly388Arg genotype with tumor onset and prognosis. Patients and Methods: DNA from peripheral blood of 122 patients with oral and oropharyngeal squamous cell carcinomas was used to determine FGFR4 genotype by PCR-RFLP. Protein expression was assessed by immunohistochemistry (IHC) on paraffin-embedded tissue microarrays. Results: Presence of allele Arg388 was associated with lymphatic embolization and with disease related premature death. In addition, FGFR4 low expression was related with lymph node positivity and premature relapse of disease, as well as disease related death. Conclusion: Our results propose FGFR4 profile, measured by the Gly388Arg genotype and expression, as a novel marker of prognosis in squamous cell carcinoma of the mouth and oropharynx.

Redox Control of 20S Proteasome Gating

The proteasome is the primary contributor in intracellular proteolysis. Oxidized or unstructured proteins can be degraded via a ubiquitin-and ATP-independent process by the free 20S proteasome (20SPT). The mechanism by which these proteins enter the catalytic chamber is not understood thus far, although the 20SPT gating conformation is considered to be an important barrier to allowing proteins free entrance. We have previously shown that S-glutathiolation of the 20SPT is a post-translational modification affecting the proteasomal activities. Aims: The goal of this work was to investigate the mechanism that regulates 20SPT activity, which includes the identification of the Cys residues prone to S-glutathiolation. Results: Modulation of 20SPT activity by proteasome gating is at least partially due to the S-glutathiolation of specific Cys residues. The gate was open when the 20SPT was S-glutathiolated, whereas following treatment with high concentrations of dithiothreitol, the gate was closed. S-glutathiolated 20SPT was more effective at degrading both oxidized and partially unfolded proteins than its reduced form. Only 2 out of 28 Cys were observed to be S-glutathiolated in the proteasomal alpha 5 subunit of yeast cells grown to the stationary phase in glucose-containing medium. Innovation: We demonstrate a redox post-translational regulatory mechanism controlling 20SPT activity. Conclusion: S-glutathiolation is a post-translational modification that triggers gate opening and thereby activates the proteolytic activities of free 20SPT. This process appears to be an important regulatory mechanism to intensify the removal of oxidized or unstructured proteins in stressful situations by a process independent of ubiquitination and ATP consumption. Antioxid. Redox Signal. 16, 1183-1194.