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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Caracterização estrutural da forma recombinante da proteína Pb27 de Paracoccidioides brasiliensis
Authors: Juliana Barbosa Coitinho
First Advisor: Ronaldo Alves Pinto Nagem
First Co-advisor: Alfredo Miranda de Goes
First Referee: Gloria Regina Franco
Second Referee: Carlos Edmundo Salas Bravo
Abstract: COITINHO, J. B. Caracterização estrutural da forma recombinante da proteína Pb27 de Paracoccidioides brasiliensis. 2009. Dissertação (Mestrado) - Departamento de Bioquímica e Imunologia. Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, 2009. Paracoccidioidomicose (PCM) é uma das mais importantes micoses sistêmicas do Brasil. O agente etiológico da doença é o fungo termo dimórfico Paracoccidioides brasiliensis. A infecção causa lesões nos pulmões e pode disseminar para outros órgãos e tecidos. No entanto, ainda não existe um protocolo específico de controle da doença nem diagnóstico padronizado ou protocolo de tratamento. O antígeno recombinante de 27k-Da (Pb27r) tem sido utilizado com alta especificidade e sensibilidade no diagnóstico da PCM, mas sua função biológica no fungo é desconhecida. Além disso, nenhuma outra proteína similar foi descrita nos bancos de dados. O gene para a Pb27 foi inicialmente clonado em nosso laboratório no vetor de expressão fusionado à GST, mas as tentativas de cristalizar a proteína purificada falharam e construções diferentes foram preparadas. O gene para a Pb27 foi subclonadono vetor de expressão pET-DEST42 com cauda de histidinas C-terminal.Pb27r-CHis foi expressa em E. coli BL21 e purificada utilizando cromatografia de afinidade. Para confirmar a expressão da proteína, foi realizado um Western blot utilizando soro de camundongos anti-Pb27. Ensaios de cristalização da Pb27r-CHis foram inicialmente realizados através de kits de cristalização utilizando a técnica de difusão de vapor, mas nenhum cristal de proteína foi observado. Outras 544 condições foram testadas automaticamente, mas novamente, cristais não se formaram. Nesse meio tempo, o gene da Pb27 foi subclonado em outro vetor de expressão (pDEST 17) com cauda de histidina N-terminal (Pb27r-NHis). Essa proteína foi expressa e purificada seguindo omesmo protocolo para a Pb27r-CHis, mas, novamente, nenhum cristal foi observado. Os resultados dos experimentos de espalhamento dinâmico da luz (DLS) e dicroísmo circular (CD) indicaram que as duas proteínas, apesar de parcialmente polidispersas em solução, apresentavam-se estruturadas, com cerca de 40 % de -hélices. Na tentativa de facilitar a formação de cristais pela minimização da entropia de superfície da proteína Pb27r, foi realizada mutação sítio dirigida para trocar dois resíduos teoricamente de superfície, K e E por duas A. Essa proteína (Pb27r-mut) foi clonada no vetor pDEST 17 mas se tornou insolúvel. Para remover regiões protéicas mais flexíveis que dificultam aformação de cristais, as proteínas Pb27r-CHis e Pb27r-NHis foram submetidas à proteólise limitada com tripsina. Uma região de aproximadamente 25 kDa se manteve constante nas duas construções quando analisadas por SDS-PAGE e MALDI-MS. Como até o momento, todas as tentativas de cristalizar a Pb27 recombinante não foram bem sucedidas, tentavas de cristalização da proteína nativa através de sua purificação por afinidade utilizando anticorpos anti-Pb27 obtidos da imunização de coelho serão realizadas. O estudo da estruturatridimensional desta proteína permitirá um entendimento mais detalhado desta molécula, tal como a localização de seus epitopos e seu dobramento. Além disso, a informação estrutural dessa proteína provavelmente ajudaria a identificar sua função no fungo P. brasiliensis.
Abstract: COITINHO, J. B. Structural characterization of recombinant form of theprotein Pb27 from Paracoccidioides brasiliensis. 2009. Dissertation(Masters). Departamento de Bioquímica e Imunologia. Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, 2009. Paracoccidiodomycosis (PCM) is one of the most important systemic mycoses in Brazil. The etiologic agent of the disease is the thermal dimorphic fungusParacoccidioides brasiliensis. The infection causes lesions in the lungs and can disseminate to other organs and tissues. So far, there is no specific control program, standardized diagnostic or treatment protocol for this disease. The recombinant 27-kDa antigen (Pb27r) has been used with high sensibility and specificity in the diagnosis of PCM but its biological function in the fungus is unknown. Besides, no other similar protein has been described so far in databases. The gene of Pb27 was initially cloned in our laboratory into the expression vector pGEX with a GST-tag, but the attempts to crystallize the purified protein were unsuccessful and different constructs have been prepared. The gene was subcloned into the expression vector pET-DEST42 with a His-tagat the C-terminus. Pb27r-CHis was expressed in E. coli BL21 and purified using a metal-affinity chromatography. To confirm the Pb27r expression, a Western blot using mouse anti-Pb27 serum was performed. Crystallization of Pb27r-CHis was initially performed with commercially available sparse-matrix screens using the hanging-drop vapour diffusion technique. So far, no protein crystals have been observed and others 544 conditions were tested automatically, but nocrystals were formed again. In the mean time, the Pb27 gene was alsosubcloned into another expression vector (pDEST 17) with an N-terminal Histag (Pb27r-NHis). This protein was expressed and purified using the same protocol for Pb27r-CHis but the initial crystallization attempts did not produce crystals. The results of the experiments of dynamic light scattering (DLS) and circular dichroism (CD) showed that the proteins, although partially polydisperses in solution, were structured, with about 40% of -helix. In an attempt to facilitate the formation of crystals by minimizing the entropy of the Pb27r surface, site directed mutation was held to exchange two theoretically surface residues, E and K for two A. This protein (Pb27r-mut) was cloned in the vector pDEST 17 but became insoluble. To remove more flexible protein regions that hinder the formation of crystals, the proteins Pb27r-CHis and Pb27r-NHis were subjected to limited proteolysis with trypsin. A region of approximately 25 kDa remained constant in the two constructs when analyzed by SDS-PAGE and MALDI-MS. As so far, all attempts to crystallize therecombinant Pb27 failed, the crystallization of the native protein through its affinity purification by using anti-Pb27 antibodies obtained from theimmunization of rabbits will be performed. The study of the three-dimensional structure of this protein will enable a more detailed understanding of this molecule, such as the location of their epitopes and its folding. Besides, structural information about this protein could probably help to identify its biological function on P. brasiliensis.
Subject: Bioquímica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-8A5GJ3
Issue Date: 16-Feb-2009
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