Estudo da 3-metilglutaconil coa hidratase da via de degradação de leucina de trypanosoma brucei - Stein, Mariana Leão de Lima [UNIFESP] (2016)
O Trypanosoma brucei é o parasita causador da Tripanossomíase Africana. Este parasita é um protozoário flagelado que se desenvolve em moscas Tsé-tsé e no sangue e sistema linfático de diversos mamíferos causando a doença do sono em humanos e Nagana em ungulados. Para isto o parasita obtém nutrientes como açúcares, lipídeos e aminoácidos de seus hospedeiros. Os aminoácidos são utilizados na produção de energia e também para a síntese proteica e formação de lipídeos. Porém, não se sabe como T. brucei utiliza diversos aminoácidos, entre eles os de cadeia ramificada como leucina, isoleucina e valina. Nesta tese estudamos o papel da via de degradação da leucina que em, T. brucei, é incorporada via formação de mevalonato na síntese de ergosterol, um esterol essencial para este organismo. Assim, caracterizamos a enzima 3-metilglutaconil Coenzima A hidratase (3-MGCoA-H), que gera 3-hidroximetilglutaril Coenzima A (3-HMGCoA) o qual, por sua vez, pode ser utilizado para a formação mevalonato pela ação da 3-hidroximetilglutaril CoA redutase (HMGR). Para isto detectamos o gene, a expressão e atividade enzimática da 3-MGCoA-H no T. brucei. Verificamos que a enzima é um dímero que se localiza na matriz mitocondrial e é expressa tanto nas formas de inseto como nas sanguícolas do parasita. A diminuição da expressão da enzima através de RNA de interferência (RNAi) afetou minimamente a proliferação das formas de inseto, e não teve efeito nas formas sanguícolas. Entretanto, a adição de excesso de leucina fez com que ambas as formas proliferassem menos quando a enzima foi menos expressa. A inibição de crescimento com excesso de leucina pode ser restaurada por soro fetal bovino, mas não por soro fetal bovino delipidado nas culturas da forma sanguínea. Por outro lado, mevalonato pode restaurar o crescimento das formas de inseto. Como o mevalonato é precursor de isoprenóides, que dá origem ao ergosterol, analisamos os esteróides no parasita após RNAi da 3-MGCoA-H. Detectamos que os parasitas induzidos para RNAi apresentaram menores quantidades de corpos lipídicos e níveis reduzidos de ergosterol em relação ao colesterol, que é obtido do soro pelo parasita, sugerindo que o impedimento da degradação da leucina afeta a síntese de ergosterol. Estes resultados indicam que o acúmulo de metabólitos de leucina poderia ou impactar o pool de CoA devido ao acúmulo de intermediários do catabolismo de leucina a, ou diretamente inibindo a formação de mevalonato pela inibição da HMGR. Estes efeitos poderiam também ocorrer em humanos com aciduria 3-metilglutacônica do tipo I que tem mutações na 3-MGCoA-H, que apresentam deficiências neurológicas.