Caracterização estrutural de Dectin-1 humana e análise de interação com seus alvos moleculares β-glucanos e Syk - Tamarozzi, Elvira Regina (2020)
Dectin-1 humana é um receptor transmembranar expresso na maioria das células que atuam na imunidade inata, apresenta um único C-type lectin-like domain (CTLD) em sua porção extracelular e um único motivo imunorreceptor de ativação baseada em tirosina (hemITAM) na porção intracelular. O motivo hemITAM atua como mediador da ativação induzida pelo reconhecimento de β-glucanos e dá início a resposta de sinalização que leva à produção de vários imunomoduladores. Dectin-1, além de ser um componente fundamental na sinalização de infecções fúngicas, também tem importante papel nas respostas imunes antitumorais, está correlacionado à resistência à insulina e obesidade, participa no processo de desenvolvimento da aterosclerose, atua de forma importante em doenças que causam processos inflamatórios crônicos e, em determinadas situações, pode desencadear o surgimento de doenças autoimunes. Estruturalmente, devido à importância biológica e farmacêutica das proteínas transmembranares, esforços experimentais e computacionais consideráveis têm sido feitos para melhor entender a estrutura e função dessas proteínas em ambientes de membrana. O objetivo do presente estudo foi determinar a estrutura tridimensional completa de Dectin-1 e analisar a interação de seus domínios funcionais com os alvos moleculares descritos, β-glucanos e proteína Syk. Por meio de métodos in silico foi possível determinar o modelo para a estrutura completa de Dectin-1. Para simular o arranjo de Dectin-1 na membrana celular foi construído um sistema proteína/membrana que foi submetido a simulações de dinâmica molecular. A análise dessas simulações mostrou que existem regiões com características especificas que conferem flexibilidade à estrutura e que essa flexibilidade pode estar associada à sua capacidade de oligomerização. Os domínios funcionais de Dectin-1 foram usados em análises de interação com os alvos β-glucanos e Syk. Uma conformação dimérica estável de Dectin-1 foi obtida por meio de docking proteína-proteína, possibilitando a ampliação das análises de interação de Dectin-1 com β-glucanos. As análises de interação do CTLD com β-glucanos evidenciou que a conformação dimérica pode ser mais favorável para a interação e possível reconhecimento de &beta-glucanos quando comparado ao estado monomérico. O tempo de interação entre os β-glucanos e o sítio de reconhecimento sugeriu que, possivelmente, a organização estrutural e tamanho do β-glucano pode influenciar no processo de oligomerização de Dectin-1 e na localização do sítio de reconhecimento do CTLD. As análises de interação entre o motivo hemITAM e a proteína Syk mostraram que é possível Dectin-1 formar um complexo estável com Syk pela interação do motivo hemITAM fosforilado com apenas o domínio SH2-1, deixando o domínio SH2-2 livre para interagir com outro hemITAM, otimizando a interação com a proteína Syk. Assim, pode-se concluir que, a caracterização estrutural de Dectin-1 permitirá que este importante receptor tenha seus domínios explorados como alvos em estudos para o desenvolvimento de fármacos com potencial ativador ou inibidor de suas funções, podendo promover a terapêutica em diversas patologias. A estrutura tridimensional aqui descrita, também poderá ser usada como molde para a determinação estrutural de outras proteínas da família das lectinas, podendo ser empregada em estudos para ampliar o conhecimento de sua função nos processos de sinalização celular.