Resolução da estrutura cristalográfica e análise da estabilidade estrutural da hemoglobina de Cerdocyon thous

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

A hemoglobina de Cerdocyon thous (HbCt) foi purificada e cristalizada pelo método de difusão de vapor a 21C na condição PEG 4000 16%, Hepes-Na 0,1 M pH 7,8. Os dados cristalográficos foram coletados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). O grupo espacial do cristal é do tipo P2 2 2 , com os eixos da célula unitária de a=52,73; 1 1 1 b=84,24 e c=130,28 Å, correspondentes a cristais do sistema ortorrômbico. A estrutura cristalográfica da HbCt foi resolvida até o limite de 2,2 Å de resolução, pelo método de substituição molecular utilizando a estrutura da hemoglobina de Chrysocyon brachyurus (PDB ID: 1FHJ) como modelo. O modelo final obtido após o refinamento foi depositado no PDB com o código 2B7H, apresentando boa qualidade conforme indicado por vários parâmetros, dentre eles, o valor baixo dos de 0,168 e R de 0,232. A estrutura fatores de temperatura, o R factor free dessa hemoglobina apresenta uma água como ligante do ferro e sua organização estrutural assemelha-se às hemoglobinas do tipo metahemoglobina. A sua estrutura cristalográfica foi utilizada como um modelo de estudo para análise do comprometimento estrutural tridimensional com substituições de aminoácidos em posições específicas. Para isso, foram utilizadas estruturas cristalográficas de hemoglobinas de humano e de cavalo, disponíveis no PDB. Além dessas substituições uma análise detalhada da relação estrutura vs estabilidade foi feita. Por ser uma proteína multimérica, a desnaturação da hemoglobina varia de acordo com a condição de pH e o tipo de desnaturante utilizado. Neste trabalho, o processo de desdobramento da HbCt e da hemoglobina de Pseudalopex vetulus (HbPv) foi realizado para analisar a estabilidade dessas moléculas. Estes ensaios foram acompanhados por fluorescência e dicroísmo circular utilizando a uréia, a guanidina, diferentes pHs e a temperatura como agentes desnaturantes. Além disso, foi analisado o efeito do surfactante catiônico brometo de hexadeciltrimetil amônio (CTAB) na estabilidade das hemoglobinas, por dicroísmo circular. A HbCt é mais estável em pH ácido e mais instável do que a HbPv em pH básico. Esses dados foram comparados com a cianometahemoglobina humana. O CTAB na concentração de 0,5 e 1 mM para HbCt e HbPv, respectivamente estabiliza as hemoglobinas principalmente pelo efeito de hidratação preferencial. Uma análise da relação da estabilidade de hemoglobinas com a estrutura tridimensional foi feita baseando-se nos modelos tridimensionais da HbCt, humana e de cavalo. Comparando com a hemoglobina humana, as modificações apresentadas na HbCt tendem a ser estabilizadoras. Em contrapartida, comparando com a hemoglobina eqüina, as modificações apresentadas na HbCt tendem a ser desfavoráveis para a estabilidade conformacional. As substituições e o comprometimento com a organização estrutural, causadas no ambiente molecular, foram caracterizadas e podem servir de modelo para o desenho racional de proteínas mais estáveis, com vistas à aplicação biotecnológica, como é o caso do desenvolvimento do sangue artificial recentemente descrito na literatura. Esse tipo de estudo pode ser aplicado como um modelo da relação estrutura vs estabilidade de proteínas em geral, mas principalmente para aquelas com maior número de entradas no PDB e que merecem atenção pela função e aplicação biotecnológica.

ASSUNTO(S)

p.vetulus c.thous estabilidade biologia molecular ctab estrutura tridimensional hemoglobina

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