Domínio HIRAN: variações estruturais e suas implicações na interação com ssDNA - Bruno Marques Silva (2020)
O processo de replicação do DNA é um mecanismo que deve garantir a sua fidelidade e eficiência de forma a evitar a propagação de erros no material genético e manter a integridade do mesmo. Na presença de erros no DNA, a forquilha de replicação é impedida de continuar e, consequentemente, é reconhecida por complexos proteicos que irão iniciar 2 vias de sinalização: a Síntese Translesão ou a Forquilha de Replicação Reversa. Enquanto em leveduras uma única proteína, a Rad5, reconhece a forquilha de replicação parada, em humanos esta função é desempenhada por 2 proteínas distintas, a HLTF e SHPRH. Tanto a Rad5 quanto a HLTF têm a função de estabilizar o complexo na forquilha por meio de um domínio conhecido como HIRAN. Há uma carência de estudos a respeito dos mecanismos moleculares deste domínio em interação com a ssDNA e, devido a sua importância no início da via de sinalização, hipotetiza-se que variações estruturais sejam capazes de interferir na interação do domínio HIRAN com a ssDNA. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar o domínio HIRAN das proteínas HLTF e Rad5 a fim de encontrar possíveis diferenças estruturais entre as mesmas que sejam relacionados com o mecanismo molecular de interação com seus alvos. Além disso, tentar correlacionar estes resultados com a necessidade em humanos da existência de uma segunda proteína no reconhecimento da forquilha parada, a SHPRH, juntamente com a HLTF, uma vez que em leveduras somente uma proteína realiza esta função. Por ser uma estrutura de difícil resolução por métodos experimentais, neste trabalho tentamos elucidar a estrutura terciária e o comportamento dinâmico do HIRAN da Rad5 por métodos de modelagem computacional. O uso da modelagem comparativa e da dinâmica molecular permitiu acesso a informações estruturais do domínio HIRAN da Rad5 e da HLTF. Os resultados encontrados demonstram que o domínio HIRAN da proteína Rad5 possui um maior grau de liberdade e apresenta desnaturação de estruturas secundárias, sendo mais instável que o domínio HIRAN da HLTF. Importante ressaltar que, quando há a presença de ssDNA, ambos os domínios se tornam mais estáveis. As regiões de flexibilidade estrutural nas estruturas terciárias estão correlacionadas, sugerindo um mecanismo similar de interação com a fita simples e indução de conformação por parte da presença do ligante. As análises dos contatos atômicos sugerem um número maior de interações eletrostáticas com os nucleotídeos, por parte do domínio da Rad5. Conclui-se que os domínios podem apresentar mecanismos moleculares similares de interação com a ssDNA e que o domínio HIRAN da Rad5 possivelmente abrange diferentes conformações da ssDNA, uma vez que contém um número maior de resíduos polares na região do sítio de interação.