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Uma equipe interdisciplinar de cientistas de Colônia, Heidelberg e Munique descobriram uma nova função de uma enzima bem conhecida: o complexo de peptidase de sinal no retículo endoplasmático cliva proteínas de membrana defeituosas para iniciar sua degradação. Em nossas células, o retículo endoplasmático é responsável por produzir e controlar as proteínas que são secretadas pela célula. O complexo de peptidase de sinal corta essas cadeias polipeptídicas para remover peptídeos de sinal que permitem que as proteínas alcancem o retículo endoplasmático em primeiro lugar, para que as proteínas maduras possam cumprir suas funções específicas.
Uma equipe de pesquisa liderada por Matthias Feige, professor de bioquímica de proteínas celulares na Universidade Técnica de Munique (TUM), e Marius Lemberg, professor de bioquímica na Universidade de Colônia, descobriu agora que o complexo de peptidase de sinal tem uma função até então desconhecida em outro processo chave na biologia celular: o controle de qualidade das proteínas de membrana. Suas descobertas foram agora publicadas em Ciência sob o título ‘The Human Signal Peptidase Complex Acts as a Quality Control Enzyme for Membrane Proteins.’
Cada célula é cercada por uma bicamada lipídica, que protege o interior da célula, mas também exige transporte regulado de moléculas e sinais através dessa camada isolante para permitir uma infinidade de funções celulares. As proteínas da membrana são integradas a essa bicamada lipídica e desempenham essas funções. Eles são essenciais para a sobrevivência celular e servem como os alvos mais importantes para as drogas. Para funcionar adequadamente, as proteínas de membrana precisam adotar uma estrutura tridimensional bem definida no nível atômico. Falhas neste processo podem resultar em proteínas defeituosas, que por sua vez dão origem a inúmeras doenças, incluindo câncer, distúrbios metabólicos e neurodegenerativos.
A equipe explorou várias proteínas de membrana associadas a doenças do nosso sistema nervoso, a fim de entender melhor como nossas células evitam que essas proteínas defeituosas as danifiquem e causem doenças. Durante o curso de suas pesquisas, eles observaram que uma protease – uma enzima que cliva outras proteínas – inicia a degradação das proteínas mutantes defeituosas. Esta degradação é essencial para manter a função celular. No entanto, eles não conseguiram identificar a protease envolvida. “Todos os candidatos conhecidos e inibidores comumente usados não nos ajudaram em nossa busca pelo mecanismo molecular subjacente”, disse Feige.
A descoberta ocorreu depois que os pesquisadores identificaram possíveis locais de clivagem para o complexo de peptidase de sinal. “De acordo com os livros didáticos estabelecidos, o complexo de peptidase de sinal cliva os peptídeos de sinal durante a maturação das proteínas secretoras e, até agora, acreditava-se que essa era sua única função”, acrescentou Lemberg. No entanto, os pesquisadores identificaram o complexo de peptidase de sinal como a protease que procuravam, revelando que ela desempenha um papel essencial no controle da qualidade da proteína da membrana.
Posteriormente, a equipe interdisciplinar de pesquisadores identificou várias proteínas adicionais que são clivadas e como essa função inesperada pode ser regulada pela subunidade da peptidase de sinal SPCS1. “Como esse fator não é essencial para o papel inicialmente descrito na maturação da proteína, percebemos que estávamos lidando com uma função não reconhecida anteriormente”, explicou Feige.
“Curiosamente, o SPCS1 é um dos três únicos genes que são regulados negativamente em todas as regiões do cérebro de pacientes com doença de Alzheimer, sugerindo que nossas descobertas podem ter implicações importantes para nossa compreensão da biologia humana e distúrbios associados à idade”, acrescentou Lemberg. Na doença de Alzheimer, acumulam-se proteínas defeituosas, que se pensa prejudicar a função neuronal. Feige concluiu: ‘Nossas descobertas nos ajudarão a entender melhor como as células controlam a forma molecular de suas proteínas e estabelecem as bases para muitos estudos futuros que virão.’
A pesquisa foi financiada pelo Ministério Federal da Educação e Pesquisa da Alemanha (BMBF), pela Fundação Alemã de Ciências (DFG) e pela Fundação Fritz Thyssen.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Colônia. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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