Dinâmica Molecular da Proteína Endostatina:

Trabalhos de Sjin et al (2005) identificaram e caracterizaram a região da endostatina responsável por sua atividade anti-tumoral. Para isso, uma série de peptídeos sobrepostos correspondentes à completa sequência de endostatina foram sintetizados. Os autores encontraram que a completa atividade antiangiogênica de endostativa é localizada em seu fragmento N-terminal; contendo 27 aminoácidos, que se ligam ao zinco. Neste mesmo estudo, uma endostatina recombinante que suscitou ter forte atividade antitumoral foi expressada em E. coli e administrada como uma suspensão. Observou-se que sob estas condições, a proteína reteve sua atividade antiangiogênica completa.

Neste estudo, diante da hipótese de uma falta de requerimento para estrutura enovelada somada à de que a endostatina tenha muitas funções biológicas mediadas por diferentes regiões da proteína, alguns pesquisadores começaram a investigar propriedades antitumorais de peptideos sintéticos correspondendo a diferentes regiões de endostatina. Suas atividades antitumoral, antimigração e antipermeabilizante foram, então, mimetizadas por um peptideo de 27 aminoácidos correspondendo ao domínio NH2-terminal da endostatina. Foi provado que est e fragmento, contendo 27 resíduos, possui atividades antitumoral, antimigratória e antipermeabilizante comparáveis à da proteína solúvel íntegra. Como este peptídeo continha também 3 histidinas, que são responsáveis pela ligação a zinco, outra comprovação foi a de que mutações de histidinas ligando a zinco anularam as atividades antimigração e antitumoral, mas não as propriedades antipermeabilizantes.

Para compreender como este peptídeo de 27 resíduos pode exercer funções tão elaboradas, Torres (2010), realizou análises estruturais utilizando dinâmica molecular para avaliar o comportamento deste fragmento em ambiente aquoso.

Mostrou-se que o peptídeo N-terminal da endostatina de camundongo (murina), com 27 resíduos, é capaz de assumir uma estrutura bem definida, enovelando-se em uma conformação de grampo-β dependente de zinco, o que não ocorre com o peptídeo humano (derivado da endostatina humana) de mesma extensão. Obsevou-se que a presença de cargas positivas conferidas por argininas em ambas as extremidades do peptídeo humano exerce repulsão eletrostática, gerando instabilidade. De fato, ao simular-se um peptídeo mutante sem arginina em uma das extremidades (R4Q) e um peptídeo menor (N25), eliminando uma das três argininas, a tendência de formar folhas-β foi restaurada. Para os peptídeos murino e humano, a coordenação do íon zinco por três histidinas foi mantida ao longo das simulações de dinâmica, já no caso dos peptídeos humanos N25 e o mutado (R4Q), a coordenação foi perdida durante a dinâmica.

Mostrou-se que um mínimo de 20 resíduos é a menor porção capaz de manter a conformação em folha-β observada no peptídeo murino. Finalmente, esse estudo mostrou que a conformação de grampo-β assumida pelo peptídeo da endostatina murina, na presença de zinco, apresenta uma grande similaridade estrutural com o domínio de ligação à integrina da cadeia α do colágeno IV, presente em moléculas antiangiogênicas como arresteno, canstatina e tumstatina.

Bibliografia

MIOSGE, N.; SASAKI, T.; TIMPL, R. Angiogenesis inhibitor endostatin is a distinct component of elastic fibers in vessel walls. The FASEB Journal, v. 13, p. 1743-1750, 1999.

SJIN, R.M.T.T., et al. 27-Amino-Acid Synthetic Peptide Corresponding to the NH2-Terminal Zinc-Binding Domain of Endostatin Is Responsible for Its Antitumor Activity. Cancer Research, v. 65, n. 9, p. 3656-3663, 2005.

Torres, P.H.M. Estudo do Fragmento N-Terminal da Endostatina por Modelagem e Dinâmica Molecular. 2010. 118 f.

Dissertação (Mestrado em Biofísica) - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – IBCCF, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de janeiro, 2010.

 

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