Análise proteômica diferencial da levedura Saccharomyces cerevisiae após mutações sítio-específicas de resíduos de Cys do Proteassomo 20S: implicações com a expectativa de vida celular. - Santiago, Verônica Feijoli (2018)
A oxidação de proteínas é um fenômeno metabólico e a degradação de proteínas oxidativamente modificadas confere uma proteção para a célula, evitando acúmulo e a agregação das mesmas. A ineficiência na remoção destas proteínas está relacionada ao processo de envelhecimento e ao aparecimento de doenças neurodegenerativas. A unidade catalítica do proteassomo, denominada de 20S (PT20S), é a principal via de degradação de proteínas danificadas pela oxidação sem que haja gasto de ATP, acoplamento de subunidades regulatórias ou poli-ubiquitinação do substrato proteico. A unidade PT20 por sua vez, pode sofrer modificação pós-traducional chamada de S-glutationilação, que aumenta a velocidade degradação proteica por processo independente de poli-ubiquitinação. Em levedura (Saccharomyces cerevisiae), foram identificados apenas dois resíduos de Cys glutationilados, ambos na subunidade α5 (α5-76 e α5-221). A S-glutationilação ocasiona a abertura da câmara catalítica e uma maior eficiência na degradação de proteínas. Mutações sítio-específicas foram realizadas nessas Cys pela substituição por Ser. As consequências estruturais e funcionais dessas mutações foram o aumento da frequência da conformação fechada da câmara catalítica no α5-76S-PT20S e α5-221S-PT20S. As linhagens que carregam essas mutações apresentaram menor tempo de vida cronológico. Uma dupla mutação randômica na subunidade α5 (S35P / C221S) induziu a abertura da câmera catalítica do 20SPT e esta linhagem apresentou tempo de vida cronológico significativamente aumentado e , aumento na resistência ao estresse oxidativo em paralelo ao aumento da atividade catalítica do 20SPT. O objetivo neste projeto de pesquisa foi realizar uma análise proteômica quantitativa no extrato celular das linhagens mutantes, com o objetivo de identificar proteínas que possam estar relacionadas com a regulação da longevidade celular. Foram selecionadas as linhagens que carregam as mutações: α5-76S e α5-S35P/C221S uma vez que apresentaram expectativa de vida oposta em relação à linhagem selvagem, além de queda e aumento da frequência da conformação aberta da câmera catalítica, respectivamente. A partir da quantificação sem marcação (Label-free quantification), foram identificadas 723-1000 proteínas nas amostras das linhagens selvagem e mutantes. Dentre elas, destacam-se as proteínas 3-isopropilmalato isomerase e argininossuccinato sintase, envolvidas na síntese de leucina e arginina, respectivamente, aumentadas na linhagem mutante C76S e reduzidas na linhagem S35P/C221S. O metabolismo de ambos os aminoácidos está relacionado com a via de sinalização TOR que, por sua vez, está envolvida com o tempo de vida cronológico em levedura.