Estudo da interação entre galectina-1 e actina sarcomérica - Kubata, Fábio Roque (2021)
A contração muscular é um processo vital, complexo e multimediado. As duas principais proteínas que atuam neste processo são a actina e a miosina. Os mecanismos moleculares envolvidos na fisiologia da contração muscular ainda não estão totalmente esclarecidos. A galectina-1 (Gal-1) é uma proteína multifuncional que se liga a β-galactosídeos por meio de seu domínio de reconhecimento de carboidrato (CRD). Esta proteína está envolvida em vários eventos associados ao tecido muscular como a fusão de miotubos, desenvolvimento e reparo deste tecido. Interessantemente, foi demonstrando que a expressão de Gal-1 na musculatura, esquelética e cardíaca, apresenta um padrão estriado caracterizado por sua colocalização com a actina sarcomérica, o que sugere uma interação direta entre estas moléculas. Este trabalho teve com objetivos a confirmação da ocorrência e a caracterização da interação entre Gal-1 e actina sarcomérica. Neste estudo foram utilizadas as formas recombinantes humana de Gal-1 e de Gal-3 (galectina controle) e preparações das formas monomérica (Actina-G) e filamentosa (Actina-F) de actina purificada de músculo de coelho. A análise experimental da potencial interação entre estas moléculas, em solução, foi monitorada por analises eletroforéticas em condições nativas; dissociantes e redutoras na presença ou ausência de agente de ligação cruzada. A investigação da interação entre Gal-1 e estas duas formas de actina sarcomérica, em fase sólida, foi feita por ELISA. Além disso, foram realizados ensaios de viscosimetria a partir de soluções contendo Gal-1 e Actina-G ou Actina-F. Após a constatação de ligação entre Gal-1 e actina sarcomérica, foram construídos modelos de interação com o uso de estratégias in sílico de modelagem e ancoragem moleculares. As análises eletroforéticas indicaram que Gal-1 e Gal-3 não se ligaram à Actina-G, porém, com o uso do teste de ELISA foi demonstrado que Gal-1 interage apenas com Actina-F. A adição de Gal-1 em soluções destas duas formas de actina, provocou aumento de viscosidade apenas na solução de Actina-F. A propriedade de Gal-1 reconhecer carboidratos não participa do mecanismo molecular de sua interação com Actina-F, uma vez que a lactose não inibiu a ligação entre estas proteínas. As análises de bioinformática indicaram que Gal-1 pode se ligar na extremidade \"barbed end\" de Actina-F e, de forma termodinamicamente mais favorável, na interface entre subunidades adjacentes desta proteína filamentosa. Em conclusão, Gal-1 pode se ligar nas extremidades e interfaces das subunidades de Actina-F e promover a formação de retículos e/ou o favorecimento da polimerização desta proteína muscular em solução. Este conjunto de resultados sugere que a Gal-1 pode participar do mecanismo de contração muscular por meio de uma interação direta com a Actina-F de modo independente de sua atividade lectínica.