Espalhamento de Raios-X a Baixos Ângulos no contexto da biologia estrutural: aplicação ao estudo de proteı́nas chaperonas
Nome Completo:
Luiz Fernando de Camargo Rodrigues
Unidade da USP:
Instituto de Física
Programa de Pós-Graduação:
Física
Nível:
Doutorado
Resumo:
Nas células de todos os seres vivos temos proteínas realizando as funções mais diversas, desde processos de sinalização até auxiliar no transporte de compostos pela membrana plasmática. Para que elas possam desempenhar suas funções, elas precisam ter certa estrutura e dinâmica de funcionamento, mas sob situações de estresse, como em altas temperaturas, elas tendem a perder essa estrutura ou até mesmo a se agregar uma na outra, fazendo com que a célula tenha seu funcionamento prejudicado. Não apenas isso, mas a agregação proteica também está relacionada a diversas doenças, desde alguns tipos de câncer até doenças neurodegenerativas como os males de Parkinson e de Alzheimer. Para prevenir esse tipo de problema, a célula conta com proteínas chamadas chaperonas, que fazem desde a prevenção disso, ajudando outras proteínas a recuperarem sua estrutura funcional, até remediando certos problemas, como auxiliando na solubilização de agregados. Na minha tese, fiz uso de técnicas da física para estudo da estrutura de proteínas chaperonas, em especial de uma técnica chamada Espalhamento de Raios-X a Baixos Ângulos (SAXS). Nessa técnica, os raios-X incidem na amostra e o padrão de espalhamento detectado nos traz informações sobre o tamanho, a massa e a estrutura do que compõe a amostra (no caso, das proteínas). Minha tese se dividiu em alguns trabalhos, sempre com colaboração de outros pesquisadores: em um deles mostramos como uma chaperona de cana-de-açúcar, a Hsp101, muda como suas peças se encaixam umas nas outras dependendo da concentração de sal na solução, e isso influi diretamente na sua atividade. Pude também verificar que ela é bastante similar a uma proteína de levedura da mesma família, a Hsp104, o que mostra que essas chaperonas devem ter sido bastante conservadas durante a evolução das espécies de fungos até plantas complexas. A Hsp101 tem como principal função a solubilização de agregados, então entendê-la melhor pode, por exemplo, auxiliar no desenvolvimento de linhagens de cana-de-açúcar mais resistentes a estresse, como as temperaturas mais altas devidas ao aquecimento global, ou ter até mesmo potencial farmacêutico. Estudei também outras chaperonas, como a HSPA8, buscando entender como é a estrutura dessa chaperona de seres humanos, observando como certas regiões dela parecem interagir para que ela funcione, ou mesmo a SGT, uma chaperona de mosquito da dengue, buscando melhor entender como é a estrutura dela, que tem uma região bastante flexível que parece ter importância na função dela. Em um dos estudos cheguei também a buscar entender mais a interação de uma chaperona com um sistema que mimetiza a membrana das nossas mitocôndrias, vendo como ela parece auxiliar no transporte pela membrana se ancorando nela. Por fim, foi possível ver como a física, com experimentos que utilizam fenômenos relacionados à luz e raios-X, nos ajudam a responder questões da biologia, com impacto em áreas como medicina e biotecnologia.