ASPECTOS ESTRUTURAIS E EVOLUTIVOS DA SUPERFAMÍLIA DAS MIOSINAS NO CAMARÃO Litopenaeus vannamei

Proponente: Cesar Martins

Resumo e Objetivos:

Miosinas são proteínas motoras apoiadas em actinas e expressas amplamente como múltiplas isoformas em todas as células eucarióticas. Estas proteínas formam uma superfamília diversa estruturalmente e funcionalmente que consiste em, pelo menos, 18 famílias distintas. Sua classificação está baseada na diversidade de seqüências de aminoácidos do domínio globular motor, responsável pela atividade das miosinas. As clássicas miosinas com duas cabeças são chamadas de miosinas convencionais e representam a família de miosina II. As outras dezessete famílias são referidas como miosinas não convencionais. Até o momento foram encontradas somente isoformas de miosinas II formando filamentos. As miosinas não convencionais caracterizadas até o momento não formam filamentos e permanecem como unidades monoméricas, embora algumas delas apresentem duas cabeças. A importância das miosinas não convencionais está relacionada ao fato destas constituírem 4 das 5 miosinas de Saccharomyces cerevisiae, 11 das 13 miosinas em Drosophila, e aproximadamente dois terços das miosinas em humanos. Além disso, evidências indicam que células não musculares parecem expressar somente um ou dois genes de miosinas convencionais e 10 ou mais miosinas não convencionais.

A molécula de miosina consiste de dois componentes principais – cadeia leve e cadeia pesada. Três domínios estruturais e funcionais podem ser distinguidos dentro da cadeia pesada: (i) o domínio N-terminal, região globular motora conservada onde os sítios de ligação da actina e dos nucleotídeos estão localizados; (ii) o domínio regulatório, também denominado de pescoço, contendo o motivo IQ, que define a região de ligação da cadeia leve (acredita-se que o número de motivos IQ determina o número de ligações na cadeia leve); o domínio cauda C-terminal, que representa a parte mais diversa da cadeia pesada e é responsável pela função específica da miosina como dimerização, formação de filamento, ligação à membrana ou proteínas de membrana alvo. Uma classificação similar da superfamília das miosinas pode ser obtida através de análise das seqüências de aminoácidos das caudas das miosinas.

As miosinas estão envolvidas em várias funções celulares como motilidade celular e contração muscular, transporte intracelular de partículas e organelas, citocinese, endo- e exocitose, e, provavelmente, expressão gênica. Geralmente, quanto mais complicado o organismo, maior o número de miosinas que este contém, representando um maior número de famílias. Por exemplo, enquanto existem isoformas representando três famílias de miosinas (I, II e V) no fungo Saccharomyces cerevisiae, 39 genes codificam cadeias pesadas de miosinas de pelo menos 12 famílias (I, II, III, V, VI, VII, IX, X, XV, XVI, XVIII e uma nova miosina ainda não classificada) em humanos.

Levando em consideração tal diversidade e complexidade dentro da superfamília das miosinas, não é surpreendente que mutações nos genes codificadores de miosinas podem levar a alterações na estrutura e função celular. Além disso, o estudo da superfamília das miosinas também encontra importância no contexto filogenético e evolutivo. Qual seria a razão para a presença de tantas miosinas estruturalmente distintas nas células eucarióticas? A evolução da célula eucariótica levou a níveis elevados de complexidade que requerem novas estruturas celulares e divisão de funções. O surgimento das isoformas de miosinas parece ter acompanhado essas inovações evolutivas ocorridas na célula. Neste contexto, a análise das miosinas que são expressas no camarão Litopenaeus vannamei irá contribuir para o conhecimento de aspectos funcionais e evolutivos desta importante classe de proteínas.

Grupo de trabalho local (Instituto de Biociências, UNESP-Universidade Estadual Paulista):

Cesar Martins (Coordenador local)
Adriane P Wasko (Colaborador)
Alexandre Azevedo (Colaborador)
Carlos S Araki (Colaborador)
Claudio Oliveira (Colaborador)
Kátia G Rancura (Colaborador)
Marina SL Wong (Colaborador)