Identificação e estudo in vitro da interação de proteínas PII com a proteína carreadora de carboxil-biotina (BCCP) em Escherichia coli

Abstract

Resumo: A família de proteínas PII é uma das mais amplamente distribuída família de proteínas transdutoras de sinais na natureza. As PII têm sido descritas como sendo proteínas chave na regulação do metabolismo de nitrogênio. As proteínas PII são capazes de sensoriar sinais de nitrogênio, carbono e energia. As proteínas PII controlam a atividade de diversas proteínas alvo através de interação proteína-proteína. Tais interações são moduladas pelos níveis celulares de glutamina, 2- oxoglutarato e a razão ATP/ADP. Estes metabólitos regulam a capacidade das proteínas PII de alterar sua conformação tridimensional e isto, por sua vez, afeta a habilidade de PII de interagir com suas diferentes proteínas alvo. Devido à capacidade única das proteínas PII de sensoriar importantes metabólitos celulares acredita-se que o número de vias metabólicas reguladas por PII seja bem maior do que as interações já descritas na literatura. Recentemente, em Arabdopisis thaliana, PII foi reconhecida como sendo capaz para interagir com a proteína carreadora de carboxil-biotina (BCCP), uma das subunidade da acetil-CoA carboxilase (ACC), a enzima que catalisa a primeira e irreversível etapa da síntese ácidos graxos. A ACC teve sua atividade inibida em até 50% na presença da proteína PII em A. thaliana. Neste trabalho, foi hipotetisado que a interação PII-BCCP seria um evento conservado também em bactérias. Ensaios in vitro utilizando as proteínas purificadas de Escherichia coli confirmaram essa hipótese. Além disso, foi verificado que a interação entre as proteínas PII e BCCP de E. coli é afetada positivamente por MgATP e negativamente por 2-oxoglutarato, de maneira dose dependente. A interação foi modestamente afetada pela uridililação de PII, no entanto, o estado de biotinilação de BCCP foi fundamental para a interação, ocorrendo somente com a BCCP biotinilada. No presente estudo, foi demonstrado que somente a proteína PII GlnB, mas não a proteína PII GlnK, de E. coli é capaz de formar complexo ternário com as subunidades BCCP e BC da enzima acetil-CoA carboxilase. Além disso, resultados preliminares indicam que GlnB, mas não GlnK, é capaz de inibir parcialmente a atividade da ACC de E. coli in vitro.