Septinas são proteínas estruturais que normalmente apresentam atividade GTPasica, desempenhando um papel importante na estrutura da célula e servindo como um arcabouço no recrutamento de proteínas parceiras. Estas proteínas são encontradas nos mais diferentes tipos de forma de vida, como protozoários, fungos e animais. Para realizar suas funções, as diferentes septinas formam filamentos que são estabilizados por interações entre as subunidades através de dois tipos de interface, chamadas de G e NC. Em levedura quatro proteínas se arranjam de modo a formar um octâmero linear, cuja ordem das proteínas é Cdc11-Cdc12-Cdc3-Cdc10-Cdc10-Cdc3-Cdc12-Cdc11. Este octâmero por sua vez se polimeriza através das suas extremidades com outros octâmeros, dando origem a filamentos de maior complexidade. Compreender os mecanismos moleculares exatos que controlam a montagem correta dos filamentos individuais e posteriormente seu empacotamento em estruturas de ordem superior atualmente representa um dos maiores desafios na área de bioquímica de septinas. Das quatro proteínas mencionadas acima, apenas Cdc11 foi cristalizada e teve a estrutura reportada ¹. Porém, os dados relacionados a esta septina são de muito baixa qualidade, onde se observam sérios problemas de ordem estereoquímica, cristalográfica e estatística. Por este motivo, este trabalho buscou redeterminar a estrutura da Cdc11 usando o protocolo da literatura para depois estender os estudos estruturais para outras septinas de levedura. Este trabalho também analisou propriedades biofísicas das quatro proteínas citadas, como estado monomérico em solução, estabilidade térmica, capacidade de ligar-se a nucleotídeo de guanina e também a hidrólise de GTP. Verificou-se que Cdc3 e Cdc11 quando sem a septina parceira são monômeros em solução e são purificados livres de nucleotídeos, diferentemente do que ocorre com Cdc12 que possui tanto GDP quanto GTP em seu interior devido à sua atividade catalítica. Também foi realizada a co-expressão de Cdc3/Cdc10 e Cdc11/Cdc12 que resultou em dímeros que permitiram a purificação de Cdc12 e Cdc10 por meio de SEC. Cristais proteicos foram obtidos para as septinas Cdc11 e complexos Cdc3/Cdc10 e Cdc11/Cdc12, que infelizmente difrataram em baixa resolução (4 5 Å) não permitindo a elucidação da estrutura cristalográfica. Em vista dos parâmetros ruins de validação da estrutura depositada de Cdc11, esta proteína foi modelada sozinha, com a sua parceira Cdc12 via interface G e também com outra cópia de Cdc11 via interface NC, cujos modelos são preferíveis à estrutura depositada.

Septins are structural proteins that normally present GTPase activity, playing an important role in the cell structure and acting as a scaffold in the recruitment of partner proteins. These proteins can be found in the most different living beings, such as protozoan, fungi and animals. In order to do so, different septins organize into heterofilaments that are stabilised by interactions between subunits that show two types of interface, known as G and NC interfaces. In yeast, four proteins are arranged into a linear filament that forms an octamer, which order is Cdc11-Cdc12-Cdc3-Cdc10-Cdc10-Cdc3-Cdc12-Cdc11. This octamer can then polymerize by its extremities, giving birth to more complex and longer filaments. Understanding the exact molecular mechanisms that control the correct polymerization of the individual filaments and their later packing into high order structures is one of the biggest challenges in the area of septins' biochemistry. From the four previous yeast septins cited above, only Cdc11 was crystallized and had a crystal structure reported ¹. However, the data related to this structure shows very poor quality, where serious problems concerning the stereochemical, crystallographic and statistical parameters of this crystal structure can be seen. For this reason, this work sought to re-determine the structure of Cdc11 using the protocol already described in the literature and, subsequently, to extend the structural studies to the other yeast septins. This work also aimed to analyze the biophysical properties of these four septins, such as oligomeric state in solution, thermal stability, their capacity to bind guanine nucleotides and hydrolyse GTP. It could be seen that Cdc3 and Cdc11, when expressed without their septin partner, are monomers in solution and are purified with no bound nucleotides, different than what could be verified concerning Cdc12, which is bound to both GDP and GTP due to its catalytic activity. The co-expression of Cdc3/Cdc10 and Cdc11/Cdc12 resulted in dimers that allowed the purification of Cdc12 and Cdc10 by SEC. Protein crystals were obtained for the septins Cdc11 and the complexes Cdc3/Cdc10 and Cdc11/Cdc12 that unfortunately diffracted at low resolution (4 5 Å), not resulting in a crystallographic structure. In view of the poor validation parameters of the crystallographic structure of Cdc11, models for this protein were generated as monomers and dimers, showing two different interfaces (G and NC) with different partners (Cdc12 and Cdc11), which are preferable than the crystallographic structure of Cdc11.