Hsps humanas e vegetais foram caracterizadas por pesquisadores da Unicamp

 

Dois estudos publicados recentemente pelo grupo liderado pelo pesquisador e professor da Unicamp Carlos Ramos trazem contribuições para a caracterização da estrutura e função de chaperonas humanas e vegetais, também conhecidas como proteínas de choque térmico ou Hsp (do inglês heat shock proteins). No primeiro estudo, ainda em preprint, o grupo propõe o desenvolvimento de uma quimera com partes da Hsp70 e da Hsp40 como estratégia para se estudar a interação entre as duas moléculas. O outro trabalho, publicado no Journal of Proteomics, corresponde à caracterização biofísica e estrutural da co-chaperona de sorgo HOP (Sorghum bicolor Hsp70/Hsp90 organizing protein).

 

Chaperonas

As chaperonas são moléculas importantes na proteção contra o enovelamento incorreto das proteínas. O enovelamento é a obtenção da conformação espacial específica de uma proteína e interfere na maneira como a mesma atua no corpo e se associa a outras proteínas. Se esse processo acontece de forma errada, as consequências podem ser o surgimento de agregados, os quais estão associados a diversas doenças, como Parkinson e mesmo câncer, no caso dos humanos. A função das chaperonas é justamente auxiliar as proteínas no processo de enovelamento, garantindo que elas alcancem a estrutura espacial correta. Por consequência, essas guardiãs das proteínas, como também são conhecidas, cumprem um papel fundamental contra o surgimento de doenças.

 

Compreender como essas moléculas funcionam pode trazer soluções para prevenção e tratamento de doenças ou melhorar a resistência de plantas. “Se entendermos como elas funcionam, podemos desenvolver mecanismos que possam intervir na atuação dessas chaperonas na célula, por exemplo, melhorar a função delas em situações de estresse”, afirma Ramos, coordenador dos estudos. O pesquisador, que é associado ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Biologia Estrutural e Bioimagem (INBEB), explica que o estresse, como ambientes de alta temperatura, são uma das causas do enovelamento incorreto.

 

Os estudos

Cada um dos estudos traz contribuições distintas. As chaperonas humanas são bastante estudadas, mas a interação entre algumas delas é de difícil caracterização. No estudo publicado em preprint, o objetivo era possibilitar a investigação da interação entre duas chaperonas humanas, Hsp40 e Hsp70. “São duas proteínas que funcionam juntas. A interação delas é o que a gente chama de transiente, existe em fração muito curta de tempo. É muito difícil de estudar isso”, explica Ramos. Como estratégia para a compreensão dessa interação, o grupo coordenado pelo pesquisador da Unicamp propõe a utilização de uma quimera, ou seja, a fusão de partes das duas chaperonas – no caso, o domínio J com a Hsp70. “Assim garantimos que elas estão próximas. O que sugerimos é que conseguimos mimetizar o modo de interação. Com isso, queremos estudar como essa proteína consegue interagir com as proteínas alvo, que estão enoveladas incorretamente”, afirma.

 

Representação da quimera

 

Já no trabalho relativo à Hsp de sorgo, foi realizada uma caracterização completa da co-chaperona HOP. “Sorgo é uma gramínea, semelhante à cana, utilizada em bioenergia e alimentação. O interesse nesse caso é biotecnológico, para fazer melhoramento de plantas, [auxiliando] que possam suportar outros tipos de meio ambiente”, explica Ramos. Segundo o pesquisador, as chaperonas de plantas ainda são muito pouco estudadas, daí a importância da pesquisa conduzida pelo seu grupo.

 

Resumo gráfico da caracterização da co-chaperona de sorgo HOP

 

Em ambos os casos, trata-se de caracterização das chaperonas, ou seja, etapa inicial de compreensão de suas forma e atuação. “Estamos na fase de entender a relação da estrutura da proteína [chaperonas são proteínas] com a função dela. Nas etapas posteriores, se conseguirmos entender como elas funcionam, podemos começar a desenvolver estratégias para intervir no funcionamento. Mas ainda não conseguimos chegar nessa etapa”, conclui Ramos.

 

Links para os artigos (em inglês):

- Insights into the effect of the J-domain on the substrate binding domain (SBD) of the 70 kDa heat shock protein, Hsp70, from a chimeric human J-SBD polypeptide

- Revealing the interaction mode of the highly flexible Sorghum bicolor Hsp70/Hsp90 organizing protein (Hop): A conserved carboxylate clamp confers high affinity binding to Hsp90