Compreendendo o papel da arginilação de proteínas na saúde e na doença por meio de abordagens analíticas e biológicas. - Silva, Janaína Macêdo da (2025)
Modificações pós-traducionais (PTMs) são essenciais para regular as propriedades físico-químicas e biológicas das proteínas, influenciando suas funções na saúde e na doença. Entre as numerosas PTMs reportadas, a arginilação se destaca como um mecanismo pouco explorado mediado pela enzima Arginil-tRNA-proteína transferase 1 (ATE1). Em 2002, foi demonstrado que o knockout do gene ATE1 levou a anormalidades em processos biológicos importantes, incluindo angiogênese e morfogênese tecidual em mamíferos. Desde então, o papel da arginilação de proteínas tem sido cada vez mais reconhecido, revelando suas funções críticas na biologia do câncer, resposta ao estresse, morte celular e progressão de doenças neurodegenerativas e cardiovasculares. Apesar dos avanços recentes, o impacto da arginilação em vários processos biológicos permanece insuficientemente elucidado, necessitando não apenas de mais investigação, mas também de uma compreensão mais profunda de seus mecanismos conhecidos. Paralelamente, o desenvolvimento de métodos para elucidar o proteoma arginilado continua essencial. Nesta tese, uma abordagem multidisciplinar combinando técnicas biológicas e analíticas foi empregada para melhorar nossa compreensão da biologia subjacente à arginilação de proteínas e otimizar metodologias analíticas para explorar o arginiloma em amostras complexas. O Capítulo 1 fornece uma introdução aos PTMs, com foco na história e implicações biológicas da arginilação de proteínas. O Capítulo 2 foca na otimização do preparo de amostras e protocolos de N-terminomica para investigar o arginiloma em amostras complexas. Além disso, explora o interactoma de ATE1 pela aplicação da técnica de imunoprecipitação (IP). O Capítulo 3 apresenta e discute resultados sobre a modulação da via de arginilação de proteínas e suas implicações em processos infecciosos relevantes, incluindo infecções fúngicas (Aspergillus fumigatus), virais (SARS-CoV-2), e parasitárias (Trypanosoma cruzi). O Capítulo 4 examina a modulação da via de arginilação de proteínas e seus papéis na biologia de cânceres cerebrais, incluindo glioblastoma (GBM) e meningiomas. O Capítulo 5 investiga o papel da arginilação na formação de agregados de proteínas e seu envolvimento na progressão da esclerose lateral amiotrófica (ELA), uma doença neurodegenerativa. O Capítulo 6 resume as principais descobertas, conclusões gerais e perspectivas do estudo. Finalmente, o Capítulo 7 apresenta uma lista de publicações concluídas e prêmios. Em conjunto, este trabalho avança a compreensão do impacto da arginilação de proteínas em processos biológicos críticos, ampliando nosso conhecimento de seu papel em doenças complexas e oferecendo novas perspectivas para o desenvolvimento de terapias futuras. As abordagens adotadas não apenas aprofundam a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes à arginilação, mas também propõem ferramentas analíticas que podem ser aplicadas em várias áreas da biologia, com implicações diretas para o tratamento de doenças neurodegenerativas e infecciosas, cânceres e outras condições associadas a disfunções proteicas.