Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/78453
Tipo: Dissertação
Título: Avaliação dos produtos de expressão das regiões gênicas envolvidas na degradação do ácido úrico
Autor(es): Julia Teixeira Rodrigues
Primeiro Orientador: Mariana Torquato Quezado de Magalhães
Primeiro Coorientador: Glória Regina Franco
Primeiro membro da banca : Anderson de Sá Pinheiro
Segundo membro da banca: Flavia Figueira Aburjaile
Terceiro membro da banca: Rafaela Salgado Ferreira
Resumo: Em hominídeos o produto final do catabolismo das purinas é o ácido úrico, ao contrário de outros mamíferos placentários, nos quais, através de uma série de reações catalisadas pelas urato oxidase (uricase), HIU hidrolase (HIUase) e OHCU descarboxilase, o ácido úrico é degradado em (S)-alantoína. Em Homo sapiens, estudos sobre a via de degradação do ácido úrico revelaram que mutações no gene da uricase levaram a uma redução na pressão seletiva para a manutenção das regiões gênicas das outras enzimas da via. A falta de expressão dessas enzimas leva, em algumas situações, ao acúmulo de ácido úrico. Apesar da aparente ausência das proteínas em H. sapiens, nossas análises mostraram que há a transcrição das regiões gênicas da uricase (UOX), HIUase (URAHP), OHCU descarboxilase (URAD) e alantoicase (ALLC). Enquanto alguns transcritos de UOX e URAHP são considerados não produtivos, os genes URAD e ALLC são produtivos, ou seja, produzem transcritos codificadores de proteínas. Neste estudo foi feita a análise de dados da literatura, assim como de base de dados pública, para levantar informações sobre os produtos (RNA e proteína) e perfis de expressão das regiões UOX, URAHP, URAD e ALLC, seguida de análises de dados de RNA-seq provenientes de estudos caso-controle com pacientes acometidos com afecções associadas à hiperuricemia, para avaliar se a expressão dos transcritos destas regiões gênicas poderia contribuir para a regulação do catabolismo das purinas e a patogênese de doenças associadas ao acúmulo de ácido úrico. Tendo a hipótese inicial do trabalho se mostrado nula e considerando a potencial presença dos produtos proteicos da URAD e da ALLC, partiu-se para avaliação da possibilidade de produção de enzimas ativas. Assim, foram realizados alinhamentos da estrutura primária, que indicaram que o produto proteico da URAD parecia ser mais promissor, sendo, então, realizada a modelagem e avaliação da estrutura terciária e a expressão em sistema heterólogo da OHCU descarboxilase recombinante de H. sapiens. Tendo sido obtida a proteína recombinante, foram realizados ensaios enzimáticos, além de experimentos de para a caracterização utilizando espectrometria de massa, dicroísmo circular e ressonância magnética nuclear, tendo o resultado geral apontado para produção de uma enzima ativa e cuja estrutura é condizente com as demais descarboxilases da literatura.
Abstract: In hominids, the final product of purine catabolism is uric acid, unlike in other placental mammals where uric acid is degraded into (S)-allantoin through a series of reactions catalyzed by urate oxidase (uricase), HIU hydrolase (HIUase), and OHCU decarboxylase. In Homo sapiens, studies on the uric acid degradation pathway revealed that mutations in the uricase gene have led to reduced selective pressure for maintaining the gene regions of other enzymes in the pathway. The lack of expression of these enzymes can lead, in some situations, to the accumulation of uric acid. Despite the apparent absence of the proteins in H. sapiens, our analyses showed transcription of the gene regions for uricase (UOX), HIUase (URAHP), OHCU decarboxylase (URAD), and allantoicase (ALLC). While some transcripts of UOX and URAHP are considered non-productive, the genes URAD and ALLC are productive, meaning they produce protein-coding transcripts. In this study, literature data and public databases were analyzed to gather information on the products (RNA and protein) and expression profiles of the UOX, URAHP, URAD, and ALLC regions. This was followed by RNA-seq data analysis from case-control studies involving patients with conditions associated with hyperuricemia, to assess whether the expression of transcripts from these gene regions could contribute to the regulation of purine catabolism and the pathogenesis of diseases associated with uric acid accumulation. Since the initial hypothesis of the study was null and considering the potential presence of protein products from URAD and ALLC, evaluation was conducted on the possibility of producing active enzymes. Thus, alignments of the primary structure were performed, indicating that the protein product of URAD seemed more promising. Subsequently, modeling and evaluation of the tertiary structure were carried out, followed by expression in a heterologous system of recombinant H. sapiens OHCU decarboxylase. Upon obtaining the recombinant protein, enzymatic assays were performed, alongside characterization experiments using mass spectrometry, circular dichroism, and nuclear magnetic resonance, with the overall result indicating production of an active enzyme whose structure is consistent with other decarboxylases reported in the literature.
Assunto: Bioinformática
Ácido Úrico
Hiperuricemia
Urato Oxidase
Expressão Gênica
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
Curso: Programa de Pós-Graduação em Bioinformatica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/78453
Data do documento: 19-Set-2024
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