Investigação das interações moleculares da proteína citoplasmática ligante à cauda poli(A) : associação PABPC-PABPC

A proteína citoplasmática de ligação à cauda poli(A) dos RNAs mensageiros eucariotos (PABPC) desempenha papéis fundamentais em várias etapas da expressão gênica. A PABPC atua na biogênese, exportação nuclear, localização citoplasmática, tradução e meia-vida (turnover) dos mRNAs. A sua versatilidade encontra-se fundamentada em uma complexa rede de associações simultâneas entre proteínas e o mensageiro, mantidas por essa única cadeia polipeptídica. A PABPC foi identificada em todos os organismos eucariotos estudados e apresenta elevado nível de conservação da sua sequencia primária, desde levedura até mamíferos. Uma PABPC típica tem uma massa molecular de aproximadamente 70 kDa e até composta por duas regiões estruturalmente bem definidas, N e C-terminal, conectadas por uma sequencia peptídica não-estruturada rica em resíduos de prolina e glutamina. O N-terminal até formado por quatro domínios consecutivos de interação com o RNA (RBD - RNA binding domain), contendo cerca de 90 aminoácidos cada. O domínio C-terminal da PABPC é uma região composta por aproximadamente 75 aminoácidos, bastante estruturada e altamente conservada. Neste trabalho, não investigamos os aspectos estruturais e moleculares envolvidos na interação da proteína citoplasmática de ligação ao poli(A) em uma associação do tipo PABPC-PABPC, tanto na ausência como na presença de um trato de poliadenosinas. Portanto, mostramos pela primeira vez que essa proteína se comporta como um homodímero em solução privada de poli(A). Observamos por experimentos de Pull-down que a interação entre PABPCs independente de poli(A) ocorre entre os seus RBDs (com no mínimo os RBDs 1 e 2) e a sua região intermediária, que compreende o quarto domínio e a região poliprolina. Além disso, também notamos que somente o RBD 4 juntamente com a sequência poliprolina são suficientes para que ocorra a associação PABPC-PABPC em ausência de poli(A). Curiosamente, a interação entre o N-terminal da PABPC e a sua região rica em prolinas foi incrementada na presença de poli(A). Baseados nestes resultados, propormos um modelo teórico no qual a interação PABPC-PABPC é um mecanismo hipotético de inibição a associação precoce de fatores de regulação e iniciação da tradução que utilizem a PABPC como arcabouço. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe cytoplasmatic poly(A) binding protein (PABPC) plays fundamental roles in several steps of gene expression in eukaryotes. The PABPC operates in biogenesis, nuclear export, localization, translation and turnover of mRNAs. Its versatility is anchored in a complex network of simultaneous associations between proteins and the messenger, maintained by this unique polypeptidic chain. PABPC has been identified in all eukaryotes organisms studied showing high level of primary sequence conservation, from yeast until mammals. A typical PABPC has a molecular weight of approximately 70 kDa and It is composed of two well-defined regions, N and C-terminal, connected by an unstructured proline and glutamine-rich linker. The N-terminal is formed by four consecutive RNA binding domains (RBD), each containing approximately 90 amino acids. The C-terminal domain of PABPC is a region comprising approximately 75 amino acids, structured and highly conserved. In this work, we investigated molecular and structural aspects involved in the PABPC-PABPC association, in absence and presence of a poly(A) tract. Therefore, for the first time we showed that this protein behaves as a homodimer in privation of poly(A). We observed by pull-down experiments that the interaction between PABPCs independently of poly(A) occurs between their RBDs (with at least the RBDs 1 and 2) and its intermediary region, which comprises the fourth domain and the proline rich sequence. In addition, we also noted that the RBD 4 together with the polyproline region are sufficient to PABPC-PABPC association in absence of poly(A). Interestingly, the interaction between the N-terminal of PABPC and its proline rich sequence was increased in the presence of poly(A). Based in these results, we proposed a theoretical model that PABPC-PABPC interaction is a hypothetical inhibition mechanism that prevents early association of regulation and translation initiation factors that use PABPC as a scaffold