Análise  estrutural de sítios de fosforilação em proteína

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Castillo, Juan Enrique Faya
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: α-helice; α-hélice; Biologia computacional; Computational biology; Computational biology tools; Consenso linear de fosforilação; Ferramentas de biologia computacional; Fosforilação; Linear consensus of phosphorylation; Phosphorylation; Protein Kinases (Pks); Proteínas Quinases (Pks)
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/95/95131/tde-12092019-114851/

A fosforilação de proteínas realizada pelas Proteínas-Quinases (PKs) é uma das modificações pós-transducional mais comuns envolvidas em muitos processos fisiológicos e patológicos. Um dos passos mais importantes na reação catalítica das PKs com o substrato é o posicionamento correto do resíduo alvo (serina, treonina ou tirosina), o sítio-P, no sítio ativo. Este processo é mediado por regiões encontradas no sítio de ligação do substrato, uma fenda pouco profunda que tem sub-bolsões críticos especialmente formados para ancorar aminoácidos distantes do sítio-P do substrato, aqui denominados âncoras. Nesse contexto, um mecanismo tem sido constantemente descrito e aceito como essencial para a coordenação de quinases e proteína-substrato o chamado consenso linear de fosforilação, isto é, aminoácidos conservados em posições específicas na estrutura primária da proteína ao redor do sítio-P (P-2 e P-3), que ajudam a ancorar a proteína-substrato nas PKs. Neste trabalho, foi testada e corroborada a hipótese de que, para que os aminoácidos nas posições P-2 ou P-3 cumpram um papel de âncoras lineares e o sítio de fosforilação seja fosforilado, mudanças estruturais locais devem ocorrer antes da fosforilação. Para essa avaliação, utilizando substratos de Quinases (PKA e PKC), foi constatado que as α-hélice são um bom alvo de estudo por apresentarem sítios P com maior disposição para a fosforilação do que outras estruturas secundárias dentro de nosso conjunto de dados. Para confirmar que neste tipo de estrutura secundária, relativamente rígida e bem definida espacialmente, ocorrem rearranjos estruturais pré-fosforilação, foram usadas ferramentas de biologia computacional estrutural como modelagem por homologia, dinâmicas Coarse Grained e All Atom, e Docking Molecular. Os resultados revelam que os rearranjos conformacionais que permitem que P-2 e P-3 sejam possíveis âncoras são mais ou menos substanciais dependendo da posição do sítio P dentro da α-hélice. Se o sítio P se encontrar na região N-terminal (nas duas primeiras voltas ou perto delas), α-hélice não sofrerá mudanças conformacionais substanciais, diferente de quando ele se encontra em outra posição dentro da α-hélice. Neste trabalho buscamos entender como pré-eventos de processos de modificação pós-traducional são dependentes da estrutura local de proteínas, e como esses eventos podem levar a alterações temporárias nestas estruturas, contribuindo para aprofundar os conhecimentos gerais na área de fosforilação.