Relação de alterações conformacionais da prolil oligopeptidase devido a interação com a α – sinucleína
Data
2019-09-26
Autores
Santos, Gabriel Silva 
Orientadores
Oliveira, Vitor Marcelo Silveira Bueno Brandao De
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Prolyl oligopeptidase (EC 3.4.21.26, POP) is a serine peptidase, involved in the metabolism of neuropeptides and peptide hormones. In vitro and in vivo studies show that POP interacts with alpha synuclein (syn) by accelerating the aggregation of this protein, although when prolyl oligopeptidase is inhibited, syn aggregation is reduced. This mechanism for POP's participation in syn aggregation is totally unknown. The structure of POP does not allow peptides larger than 30 amino acid residues or proteins to reach their active center. Data from the literature show that POP presents an open (catalytic and regulatory domain shift with active center exposure) and a closed (catalytic and regulatory domain approach) conformation. The overall objective of this project was to study this possible "open and close" movement that may occur in POP due to interaction with substrates or inhibitors, and the implication of this conformational change in interaction with alpha synuclein. For this purpose, spectroscopic probes were used, when nearby they have characteristic fluorescence emission, excimer, in order to evaluate the conformational movements of POP and the possible implication of these movements in the interaction with syn. To validate the applied methodology, we used Thimet Oligopeptidase (TOP) a protein widely studied in our research group. The use of TOP provided important data for the use of spectroscopic probes showing that the separation of oligomeric species is fundamental for the analyzes studied here. The proteins with the spectroscopic probes showed activity, indicating that the tertiary structure was not impaired and consequently its function. Probe approximation with increasing guanidine chloride concentration showing probe spacing and excimer disappearance were evaluated. In addition, we evaluated by circular dichroism the POP - syn interaction and the hydrolysis profile of POP in the presence of syn. Interestingly, the high concentration of syn hinders substrate access to the active center, and the interaction between proteins occurs a change in secondary structure
A Prolyl oligopeptidase (EC 3.4.21.26, POP) é uma serino-peptidase, envolvida no metabolismo de neuropeptídios e hormônios peptídicos. Estudos in vitro e in vivo mostram que a POP interage com a alfa sinucleína (syn) acelerando a agregação desta proteína, embora quando a prolyl oligopeptidase é inibida a agregação da asyn é reduzida. Esse mecanismo de participação da POP na agregação da asyn é totalmente desconhecido. A estrutura da POP não permite que peptídeos maiores que 30 resíduos de aminoácido ou proteínas atingem seu centro ativo. Dados da literatura mostram que a POP apresenta uma conformação aberta (afastamento dos domínios, catalítico e regulatório, com exposição do centro ativo) e uma fechada (aproximação dos domínios, catalítico e regulatório). O objetivo geral desse projeto foi estudar esse possível movimento de “abre e fecha” que pode ocorrer na POP devido à interação com substratos ou inibidores, e a implicação dessa alteração conformacional na interação com a alfa sinucleína. Para tal finalidade foram utilizadas sondas espectroscópicas, quando próximas possuem emissão de fluorescência características, excimero, com o intuito de avaliar os movimentos conformacionais da POP e a possível implicação desses movimentos na interação com a syn. Para validar a metodologia aplicada utilizamos a Thimet Oligopeptidase (TOP) uma proteína bastante estudada em nosso grupo de pesquisa. A utilização da TOP forneceu dados importantes para a utilização das sondas espectroscópicas mostrando que a separação de espécies oligoméricas é fundamental para as análises aqui estudadas. As proteínas com as sondas espectroscópicas apresentaram atividade, indicando que a estrutura terciária não foi prejudicada e consequentemente a sua função. Foram avaliados a aproximação das sondas com o aumento da concentração de cloreto de guanidina mostrando um afastamento da sonda e o desaparecimento do excímero. Além disso, avaliamos por dicroísmo circular a interação POP - syn e o perfil de hidrolise da POP na presença de syn. Interessantemente, a alta concentração de syn dificulta o acesso do substrato ao centro ativo, e a interação entre as proteínas ocorre uma mudança na estrutura secundária.
A Prolyl oligopeptidase (EC 3.4.21.26, POP) é uma serino-peptidase, envolvida no metabolismo de neuropeptídios e hormônios peptídicos. Estudos in vitro e in vivo mostram que a POP interage com a alfa sinucleína (syn) acelerando a agregação desta proteína, embora quando a prolyl oligopeptidase é inibida a agregação da asyn é reduzida. Esse mecanismo de participação da POP na agregação da asyn é totalmente desconhecido. A estrutura da POP não permite que peptídeos maiores que 30 resíduos de aminoácido ou proteínas atingem seu centro ativo. Dados da literatura mostram que a POP apresenta uma conformação aberta (afastamento dos domínios, catalítico e regulatório, com exposição do centro ativo) e uma fechada (aproximação dos domínios, catalítico e regulatório). O objetivo geral desse projeto foi estudar esse possível movimento de “abre e fecha” que pode ocorrer na POP devido à interação com substratos ou inibidores, e a implicação dessa alteração conformacional na interação com a alfa sinucleína. Para tal finalidade foram utilizadas sondas espectroscópicas, quando próximas possuem emissão de fluorescência características, excimero, com o intuito de avaliar os movimentos conformacionais da POP e a possível implicação desses movimentos na interação com a syn. Para validar a metodologia aplicada utilizamos a Thimet Oligopeptidase (TOP) uma proteína bastante estudada em nosso grupo de pesquisa. A utilização da TOP forneceu dados importantes para a utilização das sondas espectroscópicas mostrando que a separação de espécies oligoméricas é fundamental para as análises aqui estudadas. As proteínas com as sondas espectroscópicas apresentaram atividade, indicando que a estrutura terciária não foi prejudicada e consequentemente a sua função. Foram avaliados a aproximação das sondas com o aumento da concentração de cloreto de guanidina mostrando um afastamento da sonda e o desaparecimento do excímero. Além disso, avaliamos por dicroísmo circular a interação POP - syn e o perfil de hidrolise da POP na presença de syn. Interessantemente, a alta concentração de syn dificulta o acesso do substrato ao centro ativo, e a interação entre as proteínas ocorre uma mudança na estrutura secundária.