Análise in silico da rede de interação proteína-proteína da conexina 26 - Leoncio, Jennifer Costa (2022)
As conexinas (Cx) são proteínas de membrana caracterizadas por quatro domínios transmembrânicos, duas alças extracelulares, uma alça intracelular e segmentos N- e C-terminais citoplasmáticos. Estes últimos são variáveis entre membros dessa família de proteínas. Seis cadeias de Cx oligomerizam-se para formar um conexon ou hemicanal. Dois conexons em membranas de células adjacentes associam-se formando um canal intercelular, conhecido como junção comunicante ou do tipo fenda (gap junction), o qual é responsável pelo transporte de pequenas moléculas e íons entre as células. A conexina 26 (Cx26), proteína codificada pelo gene GJB2, é expressa em diferentes tecidos, incluindo a cóclea. Mutações no gene GJB2 são responsáveis por 50% dos casos de perdas auditivas não sindrômicas com herança autossômica recessiva e quase 10% dos casos de surdez congênita. Papel funcional fundamental foi proposto para a Cx26 na manutenção e na reciclagem de potássio (K+) na endolinfa, fluido presente na cóclea, na orelha interna. Por meio da identificação de proteínas que interagem com a Cx26 e da caracterização de sua rede de interações buscamos descobrir quais genes correspondentes poderiam ser candidatos para explicar a perda auditiva em humanos. Também buscamos verificar se há suporte para a hipótese de que a Cx26 poderia estar localizada na mitocôndria. Para atingir esses objetivos, analisamos os resultados de um Ensaio de Duplo Híbrido de Membrana de Levedura (EDHML) realizado com uma biblioteca de cDNA de encéfalo fetal humano, por meio da análise in silico de cada proteína identificada pela interação com a Cx26. Utilizamos os seguintes bancos de dados: WebGestalt para estudar a ontologia gênica; ProtScale para determinar a hidrofobicidade dos SID (selected interaction domain); SHIELD (Shared Harvard Inner-Ear Laboratory Database) e NCBI (National Center for Biotechnology Information) para verificar a expressão dos genes na cóclea ou orelha interna. Os bancos de dados UCSC (University of California Santa Cruz Genome Institute), Hereditary Hearing Loss Homepage e OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) foram utilizados para verificar a localização cromossômica dos genes e dos lócus de surdez. OMIM também foi utilizado para verificar se os genes possuíam associação conhecida com doença genética, em especial a perda auditiva. NCBI, Uniprot and The Human Protein Atlas foram usados para verificar a localização das proteínas na mitocôndria. STRING (Funcional Protein Association Networks) e BioGRID (Biological General Repository for Interaction Datasets) foram usados para analisar a rede de interação das proteínas identificadas no ensaio e a rede de interação proteína-proteína da Cx26. Um total de 45 proteínas que interagem com a Cx26 foram identificadas pelo ensaio. Dentre essas, 42 genes correspondentes têm expressão na cóclea ou na orelha interna. Além disso, três proteínas têm seus genes localizados dentro ou próximo a lócus de surdez não sindrômica, previamente mapeados por estudos de ligação, mas com genes correspondentes não identificados, sugerindo que são bons candidatos para explicar a perda auditiva. Finalmente, nove proteínas estão localizadas na mitocôndria e duas delas (produtos gênicos de TSPO e FUNDC2) estão localizadas exclusivamente na mitocôndria, sugerindo uma possível localização da Cx26 nas mitocôndrias. Após a análise in silico e classificação hierárquica, 25 proteínas foram consideradas as mais relevantes para audição e são os produtos gênicos de MMD, ELOVL4, GPM6B, DAD1, SLC6A3, RNF41, ACKR1, TSPO, CEND1, FUNDC2, TSPAN7, MSMO1, GPM6A, TTYH1, ATP2A2, SLC33A1, SLC38A3, EBP, IER3IP1, SLC31A2, TMEM87A, TVP23C, MT-ATP6, ERGIC3 e KCNK1. Nossos achados contribuíram para evidenciar o potencial papel das proteínas que interagem com a Conexina 26 na fisiologia da audição.