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Título: FixL híbrida da cactéria Rhizobium etli: estudos conformacionais e de estabilidade
Título em inglês: Hibrid FixL from Rhyzobium etli bacteria: conformational and stability studies
Autor(es): Guimarães, Wellinson Gadêlha
Orientador(es): Sousa, Eduardo Henrique Silva de
Coorientador(es): Carepo, Marta Sofia Peixe
Palavras-chave: Heme proteína sensora
FixL
Conformação
Estabilidade
Data do documento: 2016
Citação: GUIMARÃES, W. G. (2016)
Resumo: Heme proteínas sensoras (HPS) são uma classe de heme proteínas cujos estudos são relativamente recentes. As HPS são capazes de se ligar reversivelmente a moléculas como O2, CO e NO por meio do ferro do seu grupo heme, o que leva a alterações estruturais que governam as respostas adaptativas, tornando-as ativas ou inativas para uma resposta. A FixL é uma histidina quinase encontrada em várias bactérias do gênero Rhizobium, estando envolvida nos processos de respiração microaeróbica e no metabolismo do nitrogênio. Esta proteína tem sido bastante estudada, sendo considerada um sistema modelo para hemeproteínas sensoras que desempenham função histidina quinase, e cuja elucidação mecanística pode ajudar a entender diversos sistemas semelhantes. Neste trabalho foi produzida e purificada a proteína FixL da bactéria Rhyzobium etli, única do gênero estudada até agora, tendo como finalidade investigar aspectos conformacionais e de estabilidade. Desta forma, empregou-se espectroscopia de dicroísmo circular (CD) para estimar os tipos de estrutura secundária desta proteína em seu estado nativo, sendo revelado que sua estrutura se encontra majoritariamente na forma de α-hélices. Posteriormente, foram investigadas as possíveis alterações conformacionais que a proteína sofre por ocasião da mudança na sua atividade enzimática provocada por ligantes sinalizadores. Os interessantes resultados obtidos ilustram a potencialidade da técnica de CD e espectroscopia eletrônica em avaliar alterações estruturais de um estado ativo para inativo que ocorrem aparentemente através da mudança das estruturas terciárias. Os resultados sugerem que as interações do grupo heme com as cadeias protéicas laterais próximas estão envolvidas na perda de atividade da FixL ao se ligar ao O2 ou ao CN-. Por fim, os estudos de estabilidade por desnaturação térmica e química mostraram que a FixL é menos estável que diversas outras heme proteínas, e que existem diferenças significativas de estabilidade entre o estado ativo e o estado inativo, particularmente quanto à desnaturação química, apesar de não haverem diferenças significativas em relação à estabilidade térmica. Essas diferenças na estabilidade foram explicadas à luz de um modelo em que a proteína se torna mais compacta quanto está enzimaticamente ativa através de interações inter/intra domínios.
Abstract: Heme-based sensors are a class of hemeproteins that studies are relatively recent. Heme-based sensor are capable to reversibly bind to molecules such as O2, CO and NO ligands through iron atom, leading to conformational changes that govern adptative responses, make them actives or inactives to a response. FixL is a histidine kinase found in several bacteria Rhyzobium, being involved in microaerobic respiration and nitrogen metabolism processes. This protein has been extensively studied and is considered a model system to heme-based sensors that are histidine kinases. Its mechanisthic elucidation may help to understand many similar systems. In this work protein FixL from Rhyzobium etli, until now one only of genre that was studied, was produced and purified aiming to investigate conformational and stability aspects. Therefore, it was used Circular Dichroism (CD) to estimate the kind of secondary structure in FixL in a active state. It was revealed that it is majority organized on α-helices. After, it was investigated the possible conformational changes that FixL protein may have when its activity is changed due to be bounded to a signalizing ligand. Interesting results obtained suggest the potential use of CD technique and electronic spectroscopy to assess structural changes from an active state to inactive one that apparently occur by changing the tertiary structures. The results suggest that the heme interactions with nearby protein side chains are involved in loss of activity from FixL to bind O2 or CN-. Finally, stability studies by thermal and chemical denaturation showed that FixL is less stable than many other heme proteins, and that there are significant differences in stability between the active state and the inactive state, particularly with regard to chemical denaturation, although not had significant differences in the thermal stability. These differences in stability were explained in the light of a model in which the protein becomes more compact when it is enzymatically active by interaction inter / intra domains.
Descrição: GUIMARÃES, Wellinson Gadêlha. FixL Híbrida da Bactéria Rhizobium etli: Estudos Conformacionais e de Estabilidade. 2016. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22411
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