Caracterização estrutural da histona desacetilase 2 (TGHDAC2) de Toxoplasma gondii

Abstract

Resumo : A manutenção do ciclo de vida de Toxoplasma gondii (T. gondii) depende de mecanismos de regulação gênica, essenciais para a virulência e adaptação nos diferentes hospedeiros. A acetilação de histonas é um mecanismo epigenético de regulação da expressão gênica, mediado pela atividade de duas enzimas com atividades opostas, as histonas acetiltransferases (HATs) e as histonas desacetilases (HDACs). As HDACs retiram o grupo acetil das histonas (desacetilação) e levam ao silenciamento gênico ao promover maior interação entre as histonas e o DNA, impedindo o acesso de fatores de transcrição. A TgHDAC2 de T. gondii, objeto desse estudo, é uma HDAC de classe I, que possui duas inserções aminoacídicas dentro do domínio HDAC, algo exclusivo de T. gondii e membros mais próximos do filo, o que difere do padrão evolutivamente conservado dessas proteínas. Estas inserções não possuem função ou estrutura conhecidas, e ocupam uma fração considerável desse domínio, no qual se encontra o sítio ativo da enzima. Além dessa peculiaridade, TgHDAC2 desempenha um papel importante no ciclo celular, e na invasão à célula hospedeira. Sendo assim, o objetivo deste projeto foi expressar, purificar, e caracterizar estruturalmente a TgHDAC2. Para tanto foram obtidas duas construções desta proteína: TgHDAC2 inteira (TgHDAC2 CDS) e TgHDAC2 sem as inserções aminoacídicas (TgHDAC2 ?inserções). Análises de dicroísmo circular revelaram maior estruturação e estabilidade de TgHDAC2 ?inserções, quando comparada a proteína inteira, o que indica um papel mais funcional do que estrutural destas inserções. Além disso, observamos uma clivagem proteolítica das inserções em sistema bacteriano, o que pode indicar um possível mecanismo de regulação pós traducional dessas proteínas, abrindo uma nova gama de alvos para drogas utilizadas em tratamentos anti-toxoplasmose

Abstract : The maintenance of Toxoplasma gondii (T. gondii) life cycle depends on mechanisms of genetic regulation, essential for virulence and as an adaptation mechanism in different hosts. Histone acetylation is an epigenetic mechanism for gene expression regulation. Two enzymes mediate the process with opposite activity, histone acetyltransferases (HATs) and histone deacetylases (HDACs). HDACs remove the acetyl group from histones (deacetylation) and lead to gene silencing by promoting higher interaction between histones and DNA, preventing the access of transcription factors. TgHDAC2 of T. gondii, the object of this study, is a class I HDAC, with two amino acid insertions inside the HDAC domain, something exclusive to T. gondii and a few other members of the phylum, which differs from the evolutionally conserved pattern of these proteins. These insertions have no known function or structure and occupy a considerable fraction of the HDAC domain where the enzyme's active site is found. In addition to this peculiarity, TgHDAC2 plays an important role in the cell cycle and host cell invasion. Therefore, this project aimed to express, purify and structurally characterize TgHDAC2. For that, we constructed two forms of this protein were obtained: the entire TgHDAC2 (TgHDAC2 CDS) and TgHDAC2 without the aminoacidic insertions (TgHDAC2 ?insertions). Circular Dichroism analysis revealed better structuring and stability of TgHDAC2 ?insertions compared to the whole protein, indicating a more functional than a structural role for the insertions. Furthermore, we observed a proteolytic cleavage of the insertions in the bacterial system, which may indicate a possible mechanism of post-translational regulation of these proteins, opening a new range of targets for drugs used in anti-toxoplasmosis treatment