Clonagem, expressão heterológica e caracterização molecular das enzimas gliconato cinase e uracil fosforribosiltransferase de trypanosoma cruzi

Abstract

A doença de Chagas é um problema de saúde pública na América Latina, com um forte impacto no Brasil. De acordo com estimativas da Organização Panamericana de Saúde (OPAS), em torno de 8 milhões de pessoas nas Américas estão infectados pelo Trypanosoma cruzi, com uma taxa de mortalidade de 12.000 indivíduos por ano. Apesar desta situação, os medicamentos utilizados no tratamento desta doença são ativos somente na fase aguda, apresentam uma baixa eficácia e uma série de efeitos colaterais. Portanto, a busca por novos alvos terapêuticos, através do estudo do metabolismo de T. cruzi, é uma alternativa no desenvolvimento de novos fármacos. Neste contexto, utilizou-se o AnEnPi, uma ferramenta computacional capaz de identificar e classificar proteínas com uma potencial atividade enzimática, utilizando dados genômicos previamente publicados, permitindo a reconstrução de diferentes vias metabólicas. Por meio dessa abordagem foram identificados em T. cruzi duas proteínas, as quais apresentam as seguintes atividades enzimáticas: uracil fosforibosiltransferase (UPRT) e gliconato cinase (GK). A UPRT é uma enzima da via de salvação de pirimidinas que converte uracil e D-5-fosforibosil-1-fosfato (PRPP) a monofosfato de uridina (UMP) e pirofosfato (PPi). E a GK é uma enzima da via das pentoses-fosfato que catalisa a fosforilação de gliconato a 6-fosfogliconato Análises das sequências genômicas codificante para essas proteínas, utilizando diferentes ferramentas de bioinformática, permitiram a identificação de dois genes para cada uma dessas atividades enzimáticas em T. cruzi e confirmaram essas atividades pela identificação de seus motivos estruturais. Posteriormente, foi realizada a caracterização molecular das enzimas GK e UPRT de T. cruzi, através da clonagem dos respectivos genes, utilizando os vetores pBAD-TOPO TA e pET28a, e da expressão heteróloga em Escherichia coli, cepa BL21(DE3). As proteínas recombinantes GK e UPRT foram expressas na fração solúvel e insolúvel com pesos moleculares aproximados de 23 kDa e 28 kDa, respectivamente. Essas proteínas recombinantes foram purificadas sob condições desnaturantes através de cromatografia de afinidade. Os soros policlonais produzidos contra as proteínas purificadas foram eficazes no reconhecimento das proteínas recombinantes e de suas formas nativas presentes na forma epimastigota de T. cruzi. O ensaio de imunofluorescência revelou que as enzimas GK e UPRT estão localizadas possivelmente no citoplasma e no interior de vesículas citoplasmáticas ao longo do parasita Além disto, a estrutura de ambas as enzimas foi deduzida através de modelagem por homologia. Este trabalho visa contribuir para o melhor entendimento do metabolismo deste parasita, de forma a auxiliar na busca de novos alvos terapêuticos contra a doença de Chagas.