Identificação de uma via de sinalização de defesa antiviral mediada por um receptor de membrana do tipo sinase (NIK) através da interação com proteína NSP de geminivírus

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Santos, Anésia Aparecida dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Geminivirus; NSP-Interacting Kinase; AtNIK1; Sinalização de defesa; Genética Vegetal
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7875

Geminivírus constituem um grupo de vírus com genoma composto de DNA de fita simples que se replicam no núcleo de células do hospedeiro através de um intermediário dupla fita, podendo ser constituídos por um genoma mono ou bi-segmentado. O transporte do DNA viral do núcleo para o citoplasma de geminivírus bi-segmentados requer a proteína viral designada NSP, Nuclear Shuttle Protein (BV1). A localização de NSP e seu papel proposto no movimento célula-a-célula do DNA viral predizem que podem ocorrer interações com fatores do hospedeiro tanto no citoplasma quanto no núcleo. Inicialmente foi demonstrado que a proteína NSP de geminivírus que infecta Arabidopsis Cabbage leaf Curl Virus (CaLCuV) interage com receptores cinase (RLK) contendo repetições ricas em leucina (LRR) designadas NIK (NSP-Interacting Kinase). A interação NSP-NIK foi mapeada em NIK1 e ocorre através de uma região de 81 resíduos de aminoácidos do domínio cinase (aa 422-502) que compreende o potencial sítio ativo ser/tre cinase (subdomínio VIbHrDvKssNxLLD) e a alça de ativação (subdomínio VII-DFGAk/rx, mais subdomínio VIII GtxGyiaPEY). A proteína comportou-se como um autêntico receptor cinase, sofrendo autofosforilação in vitro. Sendo, entretanto, a atividade cinase inibida pela proteína NSP. A fim de analisar o papel biológico da interação NSP-NIK, ensaios de infecção foram realizados em plantas contendo alelos nulos para o gene NIK1. Estes resultados demonstraram que a inativação dos alelos NIK1 e NIK3 aumentou a suscetibilidade à infecção causada pelo CaLCuV. Dada a sobreposição do domínio de interação com NSP com domínios regulatórios, foram realizados estudos bioquímicos através de mutagênese sítio dirigida em NIK1. A fim de mapear os sítios envolvidos na ativação da fosforilação de NIK1, o resíduo Thr-474 na alça de ativação foi substituído para resíduos de Ala, Asp ou Glu. Além disso, os resíduos Thr-468, Thr-469 e Ser-465 foram trocados por Ala. Foi demonstrado que a proteína receptora NIK1 exibe um padrão complexo de sítios de fosforilação, que agem independentemente em reações de transfosforilação e fosforilação de substratos. O resíduo de Thr-474 possui um papel central na ativação da proteína cinase, uma vez que os mutantes T474A e T474E apresentaram baixas atividades de auto e fosforilação do substrato. Similarmente, substituição do resíduo Gly-473 por Val juntamente com substituição de Thr-474 por Ala aboliu a autofosforilação e a fosforilação do substrato, sugerindo que, esta mutação acarreta modificações estruturais da alça de ativação que promovem impedimentos estéricos. Em contraste, a substituição dos resíduos Thr-469 e Ser465 por alaninas não causou impacto acentuado na autofosforilação, mas aumentou a atividade de fosforilação do substrato. Provavelmente, fosforilação desses resíduos provocam um efeito inibitório na atividade cinase. Além disso, foram conduzidos experimentos de complementação em A. thaliana nocautes para NIK. Complementação de NIK1 restaurou o fenótipo selvagem com a diminuição da suscetibilidade ao vírus. Em contraste, a expressão de NIK1 mutante com o domínio cinase inativo não reverteu o fenótipo do nocaute nik1, mantendo a elevada taxa de infecção. Estes resultados suportam o argumento de que o domínio cinase de NIK1 medeia uma via de sinalização que culmina em uma resposta de defesa.