Tecnologia Científica

Novos insights sobre um antigo complexo de protea­nas
A vida complexa possui células complexas, também conhecidas como células eucaria³ticas. Ao contra¡rio das bactanãrias, por exemplo, as células da vida complexa tem muitos compartimentos internos distintos conhecidos como organelas.
Por VIB (Instituto de Biotecnologia da Flandres) - 01/03/2021


Fig. 1 A reticulação em esferas BS 3 revela um complexo altamente interligado. (A) Purificação de afinidade em tandem de TPC usando subunidades marcadas com TML e AtEH1 / Pan1. O complexo purificado foi analisado por coloração com prata em SDS-PAGE de 4 a 20%. Todas as subunidades TPC, exceto LOLITA, foram identificadas com base no MS (arquivo de dados S8) e são indicadas entre os dois ganãis. M, marcador; HSP70, protea­na de choque tanãrmico 70. EF1, fator de alongamento 1; TEV, Tobacco Etch Virus. (B) TML-GS purificado por afinidade em tandem antes e depois da reticulação com várias concentrações de BS 3, analisado por coloração com prata em um gel de SDS-PAGE de 4 a 20%. O vasto tamanho do TPC, com um peso molecular esperado de 914 kDa, émanifestado pela perda de subunidades individuais e o acaºmulo de protea­nas incapazes de penetrar no gel de empilhamento. (C) Ana¡lise de reticulação após purificação em tandem de subunidades marcadas com TML e AtEH1 / Pan1 expressas em culturas de células PSB-D visualizadas por Xvis. Cada análise se origina de um total de seis experimentos e combina conjuntos de dados BS 3 de 1,2 e 5 mM . (D) Um exemplo do espectro de fragmentação da reticulação intersubunidade entre TWD40-1 e TWD40-2, conforme indicado em (C). Crédito: Science Advances (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe7999

As células dependem de membranas para se proteger do mundo exterior. Mas as membranas celulares não podem ser totalmente fechadas porque os nutrientes e outras moléculas precisam ser capazes de passar. Para conseguir isso, as membranas celulares tem muitos tipos de canais e poros. Além disso, existem receptores embutidos na membrana que monitoram continuamente o mundo externo e sinalizam para o interior da canãlula. A colaboração extensiva entre cinco grupos VIB resultou em uma melhor compreensão da maquinaria que as plantas usam para regular a composição proteica de sua membrana externa. Esta descoberta, publicada na Science Advances, aumenta nosso conhecimento ba¡sico de como a composição da membrana plasma¡tica pode ser adaptada com base em esta­mulos externos, um processo essencial para a vida na Terra.

A arquitetura molecular do TPLATE

A vida complexa possui células complexas, também conhecidas como células eucaria³ticas. Ao contra¡rio das bactanãrias, por exemplo, as células da vida complexa tem muitos compartimentos internos distintos conhecidos como organelas. Essas organelas trocam material entre si. Para isso, as organelas possuem alguns truques, um deles éo tra¡fego de vesa­culas. Isso significa que eles usam uma parte de sua própria membrana como uma bolsa para as mercadorias a serem trocadas.

Uma descoberta recente mostrou que as plantas dependem muito de um complexo de protea­nas chamado complexo TPLATE para fazer isso. Este complexo não estãoapenas presente em plantas, mas também em uma ampla gama de outros eucariotos, o que sugere que éevolutivamente antigo e faz parte de uma familia de complexo de protea­nas da qual todos os outros membros são intensamente estudados. No entanto, como esse complexo particular não estãopresente nos organismos modelo mais estudados (animais e leveduras), sua existaªncia e função permaneceram por muito tempo sob o radar.

Neste estudo, as equipes do VIB revelaram a arquitetura molecular do TPLATE pela primeira vez. Eles conseguiram isso reticulando espectrometria de massa e simulações de computador. Essas novas percepções revelaram a orientação desse complexo em direção a  membrana , bem como a delicada relação entre os diferentes doma­nios de suas subunidades.

Esses achados são importantes para aumentar o conhecimento dos processos eucaria³ticos cruciais. Na verdade, a estrutura desse complexo agora nos permite compara¡-lo com estruturas conhecidas de seus parentes pra³ximos que estãopresentes em todos os eucariotos, incluindo animais e leveduras, permitindo aos pesquisadores visualizar a evolução desses complexos de tra¡fico.

Para obter uma visão estrutural e funcional deste complexo enigma¡tico, era necessa¡ria uma abordagem integrativa e colaborativa. Cinco grupos de pesquisa do VIB e um grupo da República Tcheca contribua­ram com sua experiência especa­fica para realizar experimentos que variam de estudos de ligação de lipa­dios a abordagens de biologia estrutural.

O novo insight estrutural foi gerado principalmente com base em espectrometria de massa de reticulação , realizada com a ajuda da instalação de núcleo VIB Proteomics.

"Um grande benefa­cio de trabalhar no VIB éque ele incentiva e facilita muito o acesso ao conhecimento e experiência que permite que grupos de pesquisa embarquem com sucesso em projetos conjuntos que estãomuito além de sua zona de conforto", disse o Prof.

Este estudo servira¡ de base para futuros trabalhos cienta­ficos e abrira¡ portas para a geração de novos e mais seguros herbicidas ou para a modulação das respostas ao estresse nas plantas.

 

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