Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular de Proteases

     Protozoários patogênicos expressam grandes quantidades de cisteíno-proteases (CPs) do tipo-papaína, que são consideradas importantes fatores de virulência e/ou sobrevivência para estes organismos. Na última década, estudos utilizando inibidores sintéticos irreversíveis contra essas enzimas em modelos experimentais de infecção validaram as CPs de Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei, Leishmania sp e Plasmodium sp, como novos alvos promissores para a quimioterapia alternativa. A caracterização bioquímica detalhada da CP majoritária do T cruzi, denominada cruzipaína, combinada à resolução de sua estrutura tri¬dimensional por raio-X, permitiram a utilização desta enzima como protótipo para o desenvolvimento de inibidores potentes e seletivos que são eficazes no tratamento de infecções experimentais por esse parasita. Nesses protozoários, as CPs majoritárias são codificadas por famílias gênicas contendo genes com alto grau de similaridade, que codificam iso-enzimas apresentando propriedades cinéticas distintas.

    Nosso grupo tem participado ativamente na caracterização bioquímica fina da cruzipaína majoritária e fomos pioneiros no estudo molecular, bioquímica e funcional de isoformas minoritárias de cruzipaína. Nos últimos anos, participamos da identificação de um inibidor protéico de CPs no T cruzi, denominado chagasina. A chagasina foi o primeiro representante de uma nova família de inibidores de CPs expressos em outros protozoários e bactérias, cuja função permanece desconhecida. A caracterização bioquímica da chagasina demonstrou que esta molécula funciona como um potente inibidor de CPs de protozoários e de células de mamífero, cuja base estrutural e mecanismo de inibição ainda são desconhecidos.

    Em estudos recentes, demonstramos que alterações nos níveis endógenos da chagasina no T. cruzi manipulado geneticamente, afetam drasticamente a diferenciação e a infectividade do parasita, devido à diminuição da atividade de cruzipaína. Nossas linhas de pesquisa incluem: i) a caracterização fina da especificidade de CPs de protozoários (T. cruzi e T. brucei), utilizando como abordagem a clonagem, expressão e caracterização cinética das enzimas recombinantes; estudo dos mecanismos de ativação dos zimógenos, estudo da modulação da atividade enzimática resultante de mudanças conformacionais induzidas por glicosaminoglicanas, ii) o estudo da base estrutural para o funcionamento da chagasina como inibidor utilizando mutagênse sítio-dirigida seguida de caracterização cinética, iii) investigação do papel biológico dos inibidores do tipo chagasina ultizando T cruzi e T brucei manipulados geneticamente e caracterização fenotípica das linhagens mutantes, IV) investigação do papel das CPs e de seus inibidores endógenos na interação parasito-célula hospedeira, utilizando os parasitos mutantes em modelos de infecção in vitro de células de mamífero (T. cruzi) ou da ativação de células endoteliais humanas (T. brucei).

    Em conclusão, nossos estudos utilizam abordagens multi-disciplinares que englobam manipulação genética de parasitas, biologia molecular, bioquímica de proteínas, enzimologia e biologia celular, no intuito de investigar o papel biológico das CPs e de seus inibidores endógenos em protozoários patogênicos.

 

 

Equipe:

Ana Paula Cabral de Araujo Lima - Chefe de Laboratório

 

Pós-doutorandos:

Flavia Coelho Garcia dos Reis
Tatiana Ferreira Rocha Costa

 

Doutorandos:

Marilia da Silva Faria de Macedo
Sílvia Nunes Quintal

 

Mestrandos:

Ana Beatriz Duarte Romão

 

Iniciação Científica:

Bruna Torres Dias
David Jessula Levy

 

Técnicos:

Letícia Maneiras Martinez Velazquez Pinto

 

Colaboradora

Renata Novais Fernandes da Silva

Programa: 
Imunobiologia