Structural studies of SEPT8 and analysis of its interaction with SEPT5 and SEPT7

Septinas são proteínas que ligam GTP e interagem entre si formando heterocomplexos, os quais formam filamentos e estruturas de maior nível de organização. Tais filamentos, além de se mostrarem importantes durante a citocinese também podem estar envolvidos em outros processos celulares tais como determinação da polaridade celular e reorganização do citoesqueleto. As septinas, inicialmente descobertas em Saccharomyces cerevisiae, já foram identificadas também em fungos, algas-verdes, mamíferos, porém nunca em plantas. Tipicamente, septinas apresentam três domínios estruturais compostos por um domínio central de ligação ao GTP flanqueado por um N-terminal variável e um C-terminal que pode conter sequências do tipo coiled-coil. Este trabalho teve como objetivo a caracterização do domínio de ligação a GTP da septina 8 humana (SEPT8G) por meio de estudos biofísicos. Nesse sentido, SEPT8G foi eficientemente produzida em E. coli, tendo seu estado dimérico em solução confirmado por cromatografia de exclusão molecular. Diferentemente das outras septinas já reportadas, mesmo dimérica a SEPT8G apresentou-se na forma apo. Ensaios de atividade GTPásica foram realizados, confirmando a incapacidade dessa septina em hidrolisar o GTP. Ainda, análises de estabilidade térmica por Dicroísmo Circular revelaram que a presença do íon magnésio leva à diminuição de sua estabilidade estrutural. Baseando-se em resultados prévios de interação obtidos pela técnica do duplo-híbrido em leveduras, estudos voltados à análise da interação entre as septinas 7 e 8 e, posteriormente, entre as septinas 5, 7 e 8 foram realizados. A co-purificação do complexo formado pelas septinas 7 e 8 mostrou-se dependente da região C-terminal completa de SEPT7 de modo que, quando ausente, a interação mostrou-se expressivamente prejudicada. Já o complexo formado pelas septinas 5/7/8 foi obtido contendo as três proteínas em frações equimolares e solúveis, disponibilizando assim um novo heterocomplexo de septinas para ensaios funcionais e estruturais.Septins are GTP-binding proteins that interact with each other to form heterocomplexes, which form filaments and higher order structures. These filaments are important for cytokinesis and may be involved in other cellular processes such as the determination of cell polarity and cytoskeleton reorganization. The septins, initially discovered in Saccharomyces cerevisiae, have also been identified in fungi, green algae, mammals but not in plants. Typically, septins have three structural domains comprising a central GTP binding domain flanked by a variable N-terminal and a C-terminal which can contain coiled-coil structures. This work sought to characterize the GTP-binding domain of the human septin 8 (SEPT8G) through biophysical studies. Accordingly, SEPT8G was efficiently produced in E. coli, and its dimeric state in solution was confirmed by size exclusion chromatography. Compared to other septins previously reported, the dimeric SEPT8G presented itself as an apo-protein. GTPase activity assays were performed, confirming the inability of this septin to hidrolyse GTP. Additionally, thermal stability analyses by Circular Dichroism showed that the presence of the magnesium ion leads to a decrease of structural stability. Considering previous results of septins interactions from yeast two-hybrid experiments, we have analyzed the interaction between the septins 7, 8 and subsequently among septins 5, 7 and 8. Co-purification of the complex formed by the septins 7 and 8 showed to be dependent on the complete SEPT7 C-terminal region so that, when absent, the interaction was significantly impaired. The obtained complex formed by septins 5/7/8 contained the three proteins in soluble and equimolar fractions, providing a new septin heterocomplex for functional and structural studies