ESTUDOS FUNCIONAIS DE PROTEÍNAS DE CUTÍCULA DO CAMARÃO Litopenaeus vannamei

Proponente: Flávio Henrique Silva  – DGE – UFSCar

Resumo e Objetivos:

O exoesqueleto quitinoso ou cutícula é uma característica distinguível dos artrópodos (RUPPERT e BARNES, 1996).  A cutícula é um complexo de filamentos de quitina embebidos numa matriz protéica. A combinação precisa dessas proteínas assume uma função na determinação das propriedades mecânicas cuticulares, assim como interações com os filamentos quitinosos e o grau de esclerotização (ANDERSEN et al., 1995).

            Há uma ampla variedade de cutículas: flexíveis e elásticas, como as encontradas em larvas, em que as proteínas que as constitui permanecem solúveis enquanto que aquelas cutículas em regiões esclerotizadas são endurecidas e espessadas devido a reações de esclerotização (SUDERMAN et al., 2003). Estas consistem na incorporação de produtos de oxidação de derivados catecolamínicos (ANDERSEN et al., 1995). Esse processo ocorre na camada exocuticular pelo qual as proteínas tornam-se insolúveis (ANDERSEN et al., 1995).

            Proteínas que formam a exocutícula são principalmente secretadas antes da ecdise para o interior da cutícula pré-ecdisial e diferem freqüentemente na seqüência de aminoácidos e propriedades químicas daquelas secretadas após a ecdise, constituintes da endocutícula (ROBERT e WILLIS, 1980; ANDERSEN e HØJRUP, 1987; BAERNHOLDT e ANDERSEN, 1998; HOPKINS et al., 2000 apud SUDERMAN et al., 2003).

Cutículas podem mudar drasticamente na aparência, arquitetura, composição e metamorfose e a síntese e deposição das proteínas cuticulares são governadas por hormônios como ecdisona e hormônio juvenil. (ANDERSEN et al., 1995).

            As propriedades físicas e funcionais de cada tipo de cutícula são, em parte, relacionadas aos tipos e quantidades de proteínas que constituem sua estrutura, assim como suas subseqüentes interações com outros componentes cuticulares (quitina e metabólitos de catecolaminas) (HOPKINS e KRAMER, 1992; ANDERSEN et al., 1996; KRAMER et al., 2001 apud SUDERMAN et al., 2003).

            O interesse nas proteínas de cutícula aumentou durante os últimos anos e a estrutura primária obtida de muitas proteínas representa diferentes estágios de desenvolvimento, tão bem como diferentes espécies de insetos. Comparações entre seqüências de aminoácidos indicam algum grau de similaridade entre as proteínas, mas diferenças pronunciadas são também aparentes (WILLIS et al., 1981; SILVERT, 1985; WILLIS, 1987 apud ANDERSEN et al., 1995).

            Recentemente, um número de seqüências tem sido publicado, algumas deduzidas do cDNA correspondente ou seqüências genômicas e outras obtidas de proteínas purificadas. Baseado em seqüências disponíveis, análises estão sendo feitas para verificar as relações entre os vários tipos de proteínas de cutícula e os tipos de cutículas nas quais ocorrem (ANDERSEN et al., 1995).

            A proposta de nosso grupo, dentro do genoma do camarão, é analisar clones que codificam proteínas de cutícula presentes no banco de dados do SHEST. Para tanto, serão feitas comparações entre proteínas de cutícula do SHEST, bem como com outros bancos de dados. Além disso, alguns clones serão escolhidos para estudos funcionais. Estes clones terão sua seqüência completa obtida através de sequenciamento. Posteriormente, vamos amplificar as fases abertas de leitura (ORFs) e subcloná-las em plasmídeo de expressão visando obter a proteína pura para que sejam feitos estudos estruturais e de atividade.  Como resultados preliminares já temos a caracterização completa de dois clones, amplificação das ORFs, subclonagem em plasmídeo de expressão, expressão das proteínas em bactérias e testes de solubilidade. Estamos procedendo atualmente a purificação das proteínas expressas.

Equipe: Flávio Henrique Silva (Coordenador do grupo)

   Kelly Pereira da Silva (Iniciação científica)

               Andréia Gianotti (Mestranda)

               Viviane Nogaroto (Mestranda)

Referências Bibliográficas:

Ruppert, E. E., Barnes, R. D., 1996. Zoologia dos invertebrados.  

   Andersen, S. O., Hojrup, P., Roepstorff, P., 1995. Insect Cuticular Proteins. Insect Biochemistry and Molecular Biology 25, 153-176.

   Suderman, R. J., Andersen, S. O., Hopkins, T. L., Kanost, M. R., Kramer, K. J., 2003. Insect Biochemistry and Molecular Biology 33, 331-343.