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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.76.2012.tde-01062012-175615
Documento
Autor
Nome completo
Fernanda Aparecida Heleno Batista
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2012
Orientador
Banca examinadora
Polikarpov, Igor (Presidente)
Arni, Raghuvir Krishnaswamy
Borges, Júlio César
Guido, Rafael Victório Carvalho
Ward, Richard John
Título em português
Estudos estruturais do receptor ativado por ativadores de peroxissomos humano, hPPARδ
Palavras-chave em português
Ligantes
PPAR
Receptor Nuclear
Resumo em português
Os PPARs são fatores de transcrição ativados por ligantes, pertencentes à superfamília dos receptores nucleares, que são considerados sensores de lipídeos capazes de transformar alterações nos padrões de lipídeos/ácidos graxos dos organismos em atividade metabólica. Com isto, os 3 isotipos (α, δ e γ) estão associados a diferentes desordens metabólicas como doenças vasculares, diabetes, obesidade, câncer e certas doenças mentais que constituem um grave problema de saúde pública mundial, o que torna esta classe de proteínas, um valioso alvo para a indústria farmacêutica. Embora a importância do hPPARδ na regulação da transcrição de genes relacionados a uma série de processos metabólicos seja conhecida, não há ainda nenhum fármaco no mercado cujo alvo seja este receptor. O maior conhecimento a respeito da estrutura deste receptor pode trazer esclarecimentos capazes de auxiliar o desenvolvimento racional de fármacos. Desta forma, no presente trabalho, buscou-se encontrar características estruturais importantes para a seletividade e especificidade dos ligantes pelo isotipo δ. Para tal, determinou-se as condições de expressão e purificação da proteína hPPARδ LBD, bem como as condições apropriadas de manutenção da mesma por meio da técnica de dicroísmo circular. O estado oligomérico deste receptor foi determinado em solução através das técnicas de cromatografia por exclusão de tamanho e por espalhamento dinâmico de luz, onde se concluiu que a proteína é monomérica nas condições testadas. Além disto, através de uma estrutura de alta resolução da proteína hPPARδ LBD com o ligante GW 0742, propôs-se a construção de dois mutantes, V312M e I328M, através dos quais concluiu-se que estes dois resíduos são potencialmente importantes para interação de ligantes estruturalmente relacionados com GW 0742, ao isotipo δ, indicando dois determinantes relacionados à seletividade de ligantes por este isotipo. Como existem poucos relatos sobre a estrutura completa deste receptor, e consequentemente da influência que os domínios N-terminal e DBD apresentam sobre o domínio LBD, um breve estudo da interação diferencial entre o receptor nuclear hPPARδ Full e três diferentes cofatores, em presença de ligante agonista e antagonista foi realizado. Para isto, determinou-se as condições de expressão e purificação da proteína hPPARδ Full, e prosseguiu-se com ensaios de anisotropia de fluorescência, através dos quais ficou claro que cada cofator apresenta um padrão diferente de interação com a proteína que pode ser dependente de outras regiões da proteína além daquelas já classicamente descritas. Isto é um forte indicativo de que diferentes regiões do hPPARδ podem ser chave no processo de regulação por intermédio de cofatores.
Título em inglês
Structural studies of human peroxisome proliferator activated receptor, hPPARδ
Palavras-chave em inglês
Ligand
Nuclear Receptor
PPAR
Resumo em inglês
PPARs are transcription factors activated by ligands, belonging to the superfamily of nuclear receptors, which are considered to be lipid sensors capable of making changes in patterns of lipid/fatty acid metabolic activity of organisms. The three isotypes (α, δ and γ) are associated with different metabolic disorders and vascular diseases as diabetes, obesity, cancer and certain mental illnesses which comprise a serious worldwide public health problem, making this class of proteins a valuable target for the pharmaceutical industry. Although it is known the importance of hPPARδ in regulating transcription of genes related to a series of metabolic processes, there is still no drug on the market directed to this receptor. Knowledge about the structure of this receptor can bring clarification able to assist the rational development of drugs. Therefore, in the present study, we sought to find structural features important for selectivity and specificity of ligand binding by the isotype δ. To this end, we determined the conditions of expression and purification of the protein hPPARδ LBD, as well as the appropriate conditions for maintaining it through the technique of circular dichroism. The oligomeric state of this receptor in solution was determined through the techniques of size exclusion chromatography and dynamic light scattering, which concluded that the protein is monomeric under the conditions tested. In addition, through a high-resolution structure of the protein hPPARδ LBD with the ligand GW 0742, we proposed the construction of two mutants, V312M and I328M, through which it was concluded that these two residues are potentially important for interaction of ligands structurally related to GW 0742 with the δ isotype. As there are few reports based on the complete structure of this receptor, and consequently about the influence of the N-terminal and DBD domains with the LBD domain, a brief study of the interaction between the nuclear receptor differential hPPARδ Full and three different cofactors in the presence of agonist and antagonist ligands were performed. For this, we determined the conditions of expression and purification of the protein hPPARδ Full, and using fluorescence anisotropy, it became clear that each cofactor has a different pattern of interaction with the protein which may be dependent on other regions of the protein in addition to those already described classically. This is a strong indication that different regions of hPPARδ can be key points in the regulatory process through cofactors.
 
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Data de Publicação
2012-06-06
 
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