Notícia

Plastinas: proteínas importantes na estabilidade celular também podem promover doenças

Fonte

OSU | Universidade Estadual de Ohio

Data

sexta-feira, 27 maio 2022 12:20

Áreas

Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Microbiologia.

Uma família de proteínas que tem um papel importante em garantir que muitos tipos de células se movam e mantenham sua forma pode promover doenças quando age como ‘viciada em trabalho’ e perturba o ambiente celular, sugere uma nova pesquisa. O estudo aumenta a compreensão científica das plastinas, cujo trabalho é ligar e agrupar outras proteínas importantes das células. Ter um melhor controle sobre exatamente o que impulsiona as atividades das plastinas pode ajudar a explicar as ligações dessa família de proteínas – às vezes benéficas, às vezes prejudiciais – a doenças que incluem câncer, osteoporose congênita e atrofia muscular espinhal.

Os pesquisadores descreveram suas descobertas sobre o comportamento das plastinas em termos de ‘equilíbrio entre trabalho e descanso’. Os dois segmentos principais da proteína se ligam fortemente um ao outro em seu modo ‘descanso’, mas podem ser forçados a se desvincular um do outro quando suas responsabilidades de agrupamento no ‘local de trabalho’ celular aumentam – como quando uma célula começa a migrar. No caso de uma mudança inesperada em sua estrutura, a pesquisa mostrou que as plastinas continuam fazendo um trabalho agressivo de agrupamento – mesmo que não seja mais necessário.

O estudo sugeriu que pelo menos uma atividade enzimática inoportuna poderia contribuir para esse problema, mas é necessário mais trabalho para entender completamente os mecanismos por trás da mudança entre os modos ‘trabalho’ e ‘descanso’. “Precisamos conhecer essas informações para que possamos descobrir como regular as plastinas”, disse o Dr. Dmitri Kudryashov, autor sênior do estudo e professor do Departamento de Química e Bioquímica da Universidade Estadual de Ohio (OSU), nos Estados Unidos.

“Como as plastinas estão envolvidas em doenças, vemos a manifestação disso, mas não sabemos com que precisão as mutações levam à doença. No câncer, ou em certas reações autoimunes, saber exatamente o que as plastinas fazem e como controlar sua atividade pode ser altamente benéfico. Se conseguirmos inibir essa proteína no câncer, é provável que as células se tornem menos invasivas”. O estudo foi publicado na revista científica Nature Structural & Molecular Biology.

As plastinas são altamente conservadas, o que significa que estiveram presentes e tiveram a mesma função em vários organismos, desde leveduras a humanos. Estruturas cristalinas das plastinas são conhecidas em leveduras e plantas, mas este estudo está entre os primeiros a caracterizar estruturas e funções de plastinas humanas usando uma combinação de técnicas de Biologia Celular, Bioquímica e Microscopia Crioeletrônica.

Importância das plastinas

Existem três membros da família – plastinas 1, 2 e 3 – e, embora afetem diferentes células do corpo, acredita-se que seu comportamento geral seja consistente.

As actinas são proteínas abundantes envolvidas em ajudar as células a unir seu conteúdo, manter sua forma, dividir e migrar. Quando as actinas são montadas em forma de filamento em uma célula, elas precisam ser agrupadas para serem mais eficazes. E a plastina é uma proteína que agrupa actinas.

As plastinas são configuradas com dois sítios de ligação semelhantes e cada um  pode se ligar a filamentos de actina. Mas esses domínios de ligação também têm uma forte afinidade entre si e, quando estão fortemente unidos, podem se conectar apenas fracamente às actinas. Conectar-se dessa maneira é suficiente quando uma equipe de plastinas está fracamente ligada em vários locais ao longo do filamento e também permite a reciclagem da plastina entre diferentes locais celulares.

Sob certas condições, particularmente quando uma célula começa a migrar, as actinas sendo empurradas na direção do movimento celular estão menos organizadas, o que requer uma forte conexão com a plastina – o que significa que os domínios de ligação da plastina precisam se desvincular uns dos outros para formar aquela ligação mais forte às actinas. Ainda não se sabe exatamente quais fatores levam a esse desligamento. “A mesma proteína pode fazer a transição de um modo para outro, dependendo das necessidades da célula”, disse o professor Kudryashov.

Os pesquisadores introduziram uma mutação na plastina que imita uma mudança molecular que foi detectada em células cancerígenas. Essa mudança prolongou o desengajamento dos locais de ligação da plastina, e as plastinas não foram recicladas – elas apenas continuaram tentando agrupar actinas que não precisavam mais ser agrupadas. Essas descobertas sugerem que a falta de resposta da plastina ao que a célula precisa pode ter efeitos indesejáveis. “É por isso que é importante estar engajado em diferentes modos – porque a situação na célula muda”, disse a Dra. Elena Kudryashova, coautora do estudo e pesquisadora do Departamento de Química e Bioquímica da Universidade Estadual de Ohio.

Essas observações foram feitas na plastina 2. Trabalhos futuros se concentrarão em esclarecer se as plastinas 1 e 3 agem da mesma maneira e determinar se e como os ‘colegas de trabalho’ da plastina nas células se envolvem na regulação das funções da proteína.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na Universidade Estadual de Ohio (em inglês).

Fonte: Emily Caldwell, Universidade Estadual de Ohio. Imagem: Plastina é uma proteína que ajuda a agrupar actinas, como aquelas mostradas nas células precursoras do músculo chamadas mioblastos. Fonte: NIH.

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