{"id":72,"date":"2010-06-13T23:54:00","date_gmt":"2010-06-13T23:54:00","guid":{"rendered":"http:\/\/lucasgferreira.wordpress.com\/2010\/06\/13\/a-descoberta-do-sistema-ubiquitina-proteassoma-parte-ii"},"modified":"2013-07-09T11:11:02","modified_gmt":"2013-07-09T13:11:02","slug":"a-descoberta-do-sistema-ubiquitina-proteassoma-parte-ii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/?p=72","title":{"rendered":"A descoberta do Sistema Ubiquitina-Proteassoma [Parte II]"},"content":{"rendered":"
Parte I<\/strong><\/a>
\n
\n<\/strong>
\nA descoberta<\/strong><\/div>\n
Partindo do princ\u00edpio de que o fen\u00f4meno que estavam observando dependia de uma prote\u00edna (protease) que efetuava a hidr\u00f3lise do substratoalvo na presen\u00e7a de ATP, e que essa protease era parte integrante do conte\u00fado prot\u00e9ico do lisado de reticul\u00f3citos, esses pesquisadores aplicaram o lisado a uma coluna cromatogr\u00e1fica de Sepharose\u00ae DEAE com o objetivo de separar (isolar) essa protease desconhecida. Duas das fra\u00e7\u00f5es obtidas nesse processo, quando eram misturadas, reconstitu\u00edam a prote\u00f3lise ATPdependente. No entanto, quando testadas separadamente n\u00e3o apresentavam atividade. Continuando a purifica\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas contidas em cada uma dessas fra\u00e7\u00f5es, eles isolaram uma prote\u00edna termoest\u00e1vel de massa molecular 9000 u. Essa prote\u00edna foi identificada como um componente ativo para que ocorresse prote\u00f3lise ATP-dependente. Quando essa prote\u00edna era adicionada \u00e0 outra fra\u00e7\u00e3o ocorria prote\u00f3lise, por\u00e9m nunca na sua aus\u00eancia. Denominaram essa prote\u00edna de APF-1 (Active Principle of Fraction 1). Ela foi identificada em 1980 como sendo a ubiquitina que j\u00e1 havia sido descrita anteriormente, por\u00e9m desconhecia-se sua atividade. Rapidamente, verificou-se que a mol\u00e9cula dessa prote\u00edna tinha 76 res\u00edduos de amino\u00e1cidos e era altamente conservada nas c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas, sendo essencialmente id\u00eantica em organismos t\u00e3o distintos como uma levedura ou uma vaca.<\/div>\n
Continuando o fracionamento por t\u00e9cnica cromatogr\u00e1fica, conseguiram identificar uma fra\u00e7\u00e3o que continha as enzimas ti\u00f3licas E1 e E2 e a enzima E3 e, numa outra fra\u00e7\u00e3o, identificaram uma prote\u00edna de alta massa molecular, tamb\u00e9m essencial para a atividade que haviam descrito. Muito provavelmente essa prote\u00edna era a protease que buscavam. No entanto, foi somente 10 anos mais tarde que ela foi identificada por outros investigadores como sendo o proteassoma, na verdade um complexo prot\u00e9ico de alta massa molecular capaz de reconhecer e catalisar a hidr\u00f3lise de prote\u00ednas marcadas com cauda de ubiquitina. Os experimentos escritos acima e as conclus\u00f5es a que chegaram est\u00e3o descritos em publica\u00e7\u00f5es de 1978 e 1979 (Ciechanover et al., 1978; Hershko et al., 1979).<\/div>\n
Ciechanover, Hershko e Rose continuaram buscando os elementos do processo de prote\u00f3lise ATP-dependente, desviando-se da\u00ed em diante da protease e concentrando-se nos demais componentes do processo. Uma vez tendo purificado a ubiquitina (Ub), chamada de APF-1 at\u00e9 aquele momento, eles a marcaram com iodo radioativo (125I) e demonstraram inequivocamenteque in\u00fameras prote\u00ednas no lisado de reticul\u00f3citos estavam ligadas covalentemente \u00e0 Ub. Logo em seguida, numa outra s\u00e9rie de experimentos, fizeram marca\u00e7\u00e3o de tr\u00eas prote\u00ednas diferentes com 125I ao inv\u00e9s de marcar a Ub. Utilizando essas prote\u00ednas como substratos da prote\u00f3lise, eles demonstraram que m\u00faltiplas unidades de Ub podiam conjugar-se com a prote\u00edna-alvo.<\/div>\n
Essa seq\u00fc\u00eancia de trabalhos (Ciechanover et al., 1980; Hershko et al.,1980) incluiu ainda uma s\u00e9rie de detalhes sobre como \u00e9 a liga\u00e7\u00e3o de Ub \u00e0s prote\u00ednas-alvo e, tamb\u00e9m, antecipou a exist\u00eancia de uma enzima que remove da prote\u00edna-alvo a cauda de poliubiquitina. Entre 1981 e 1983, tendo j\u00e1 sido criada a hip\u00f3tese sobre o sistema de marca\u00e7\u00e3o com Ub da prote\u00f3lise ATPdependente, eles se dedicaram \u00e0 elucida\u00e7\u00e3o completa do processo. Os trabalhos dessa \u00e9poca culminaram com a purifica\u00e7\u00e3o e caracteriza\u00e7\u00e3o das tr\u00eas enzimas ubiquitinadoras (E1-E3) e elucidaram o mecanismo completo de marca\u00e7\u00e3o por Ub.<\/div>\n
Os trabalhos desse per\u00edodo s\u00e3o ainda textos-refer\u00eancia para a descri\u00e7\u00e3o do sistema. Eles utilizaram protocolos experimentais bastante elegantes \u00e0quela \u00e9poca. Purificaram a enzima E1 por cromatografia de afinidade ligando a Ub covalentemente a uma coluna de Sepharose\u00ae. O lisado de reticul\u00f3citos era aplicado \u00e0 coluna, sendo que a enzima E1 ficava retida na coluna por liga\u00e7\u00e3o \u00e0 Ub; dessa maneira conseguiram purificar e demonstrar o tipo de liga\u00e7\u00e3o covalente entre Ub e E1. Utilizando-se de metodologia semelhante conseguiram purificar as duas outras enzimas: E2 e E3. Neste caso, usaram como estrat\u00e9gia elui\u00e7\u00f5es diferenciadas \u2013 lembrando que a elui\u00e7\u00e3o consiste na etapa cromatogr\u00e1fica que usa um solvente ou solu\u00e7\u00e3o para retirar o material retido na coluna. Dessa maneira isolaram as tr\u00eas enzimas e demonstraram que E2 liga-se a E1 na coluna diferentemente de E3, que era elu\u00edda da coluna isoladamente. Todos esses passos est\u00e3o descritos em publica\u00e7\u00f5es feitas por eles em 1981 e 1983 (Ciechanover et al., 1981; Hershko et al., 1983).<\/div>\n
Implica\u00e7\u00f5es fisiol\u00f3gicas e patol\u00f3gicas<\/strong><\/div>\n
O processo de degrada\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas sinalizado por ubiquitina participa de in\u00fameros processos intracelulares muito importantes para a manuten\u00e7\u00e3o da homeostase ou da defesa celular. Alguns exemplos s\u00e3o enumerados a seguir.<\/div>\n
Sistema imunol\u00f3gico<\/em><\/strong><\/div>\n
Alguns dos pept\u00eddeos gerados dentro da c\u00e9lula pelo sistema Ub-proteassoma s\u00e3o utilizados pela c\u00e9lula como ant\u00edgenos de superf\u00edcie celular e s\u00e3o reconhecidos pelos linf\u00f3citos T. Se esses pept\u00eddeos n\u00e3o forem produtos de uma prote\u00edna humana, os linf\u00f3citos T reconhecem o pept\u00eddeo na superf\u00edcie celular como um ant\u00edgeno, um componente estranho, e desencadeiam o processo que levar\u00e1 \u00e0 destrui\u00e7\u00e3o daquela c\u00e9lula. Esse mecanismo \u00e9 muito importante em casos de infec\u00e7\u00e3o viral. Uma c\u00e9lula infectada com um v\u00edrus ter\u00e1 como produtos de hidr\u00f3lise pept\u00eddeos origin\u00e1rios de prote\u00ednas virais que ser\u00e3o reconhecidos pelos linf\u00f3citos T como estranhos ao organismo e, portanto, a c\u00e9lula ser\u00e1 destru\u00edda, evitando a continuidade da replica\u00e7\u00e3o viral.<\/div>\n
Resposta inflamat\u00f3ria<\/em><\/strong><\/div>\n
As c\u00e9lulas possuem prote\u00ednas denominadas fatores de transcri\u00e7\u00e3o. Essas prote\u00ednas se ligam ao DNA e induzem a transcri\u00e7\u00e3o de determinados genes. Um desses fatores de transcri\u00e7\u00e3o, denominado NFkB, localiza-se no citoplasma associado a uma prote\u00edna que inibe sua atividade<\/div>\n
junto ao DNA. Quando a c\u00e9lula \u00e9 infectada por uma bact\u00e9ria, esse inibidor sofre uma altera\u00e7\u00e3o estrutural, \u00e9 ubiquitinado e degradado pelo proteassoma. Dessa maneira a prote\u00edna NFkB fica livre e desloca-se para o n\u00facleo, desencadeando a transcri\u00e7\u00e3o de in\u00fameros genes relacionados \u00e0 resposta inflamat\u00f3ria que se constitui em um processo vital de defesa.<\/div>\n
Terap\u00eautica anti-tumoral<\/em><\/strong><\/div>\n
Inibidores do proteassoma ou da ubiquitina\u00e7\u00e3o prot\u00e9ica est\u00e3o prestes a serem introduzidos na terap\u00eautica anti-tumoral. Essa estrat\u00e9gia se baseia no fato de que a inibi\u00e7\u00e3o irrevers\u00edvel do sistema Ub-proteassoma leva a c\u00e9lula \u00e0 morte celular programada – apoptose -, muito desej\u00e1vel em se tratando de c\u00e9lulas tumorais, pois impede que elas proliferem.<\/div>\n
Refer\u00eancias bibliogr\u00e1ficas<\/strong><\/div>\n
CIECHANOVER, A.; HELLER, H.; ELIAS, S.; HAAS, A.L. e HERSHKO, A. ATP-dependent conjugation of reticulocyte proteins with the polypeptide required for protein degradation. Proc. Natl. Acad. Sci., v. 77, p. 1365-1368, 1980.<\/div>\n
CIECHANOVER, A.; HELLER, H.; KATZ-ETZION, R. e HERSHKO, A. Activation of the heat-stable polypeptide of the ATP-dependent proteolytic system. Proc. Natl. Acad. Sci., v. 78, p. 761-765, 1981.<\/div>\n
CIECHANOVER, A.; HOD, Y. e HERSHKO, A. A heat-stable polypeptide component of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes. Biochem. Biophys. Res. Commun., v. 81, p. 1100-1105, 1978.<\/div>\n
HERSHKO, A.; CIECHANOVER, A.; HELLER, H.; HAAS, A.L. e ROSE, I.A. Proposed role of ATP in protein breakdown: Conjugation of proteins with multiple chains of the polypeptide of ATP-dependent proteolysis. Proc. Natl. Acad. Sci., v.77, p. 1783-1786, 1980.<\/div>\n
HERSHKO, A.; CIECHANOVER, A. e ROSE, I.A. Resolution of the ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes: A component that interacts with ATP. Proc. Natl. Acad. Sci., v. 76, p. 3107-3110, 1979.<\/div>\n
HERSHKO, A.; HELLER, H.; ELIAS, S. e CIECHANOVER, A. Components of ubiquitin-protein ligase system. J. Biol. Chem., v. 258, p. 8206-8214, 1983.<\/div>\n
Texto de: Demasi e Bechara. Qu\u00edmica Nova na Escola, n.20, p. 3-8, 2004.<\/em><\/strong><\/div>\n
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Parte I A descoberta Partindo do princ\u00edpio de que o fen\u00f4meno que estavam observando dependia de uma prote\u00edna (protease) que efetuava a hidr\u00f3lise do substratoalvo na presen\u00e7a de ATP, e que essa protease era parte integrante do conte\u00fado prot\u00e9ico do … Continue lendo →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[6,21,34,36],"tags":[],"class_list":["post-72","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bioquimica","category-fisiologia","category-paper","category-plasticidade-muscular"],"uagb_featured_image_src":{"full":false,"thumbnail":false,"medium":false,"medium_large":false,"large":false,"1536x1536":false,"2048x2048":false,"post-thumbnail":false},"uagb_author_info":{"display_name":"Lucas Guimar\u00e3es Ferreira","author_link":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/?author=9"},"uagb_comment_info":15,"uagb_excerpt":"Parte I A descoberta Partindo do princ\u00edpio de que o fen\u00f4meno que estavam observando dependia de uma prote\u00edna (protease) que efetuava a hidr\u00f3lise do substratoalvo na presen\u00e7a de ATP, e que essa protease era parte integrante do conte\u00fado prot\u00e9ico do … Continue lendo →","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/72","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/9"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=72"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/72\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":603,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/72\/revisions\/603"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=72"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=72"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.ufes.br\/lucasgf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=72"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}