Manipulação do citoesqueleto de actina por patogénios bacterianos (parte 1) Flashcards

1
Q

Que proteína se pode utilizar para marcar os filamentos de actina?

A

A faloidina, um composto de fungo que se liga diretamente à actina e que pode ser modificado quimicamente para ser fuorescente

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2
Q

Qual das extremidades dos monómeros de actina está associada a uma maior polimerização?

A

Extremidade + (“barbed-end”)

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3
Q

Como é que o complexo Arp2/3 promove a nucleação dos filamentos de actina?

A

Arp2 e Arp3, proteínas do complexo, são moléculas estruturalmente semelhantes à actina (também como uma extremidade + e -). Assim, após a ligação de um NPF (nucleation promoting factor), o complexo fica ativo e vai permitir a ligação de dois monómeros de actina (através da sua extremidade -), e estes ficam muito mais estáveis do que em dímeros sozinhos, facilitando a nucleação e formação de filamentos de actina

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4
Q

O complexo Arp liga-se a filamentos de actina já existentes, sempre num ângulo de ____ criando uma rede de filamentos de aspeto _____________.

A
  • 70º
  • ramificado
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5
Q

Como é que as forminas facilitam a polimerização de filamentos?

A

As forminas formam um dímero que se ligam à extremidade + da actina, estabilizando-os e recrutando mais dois monômeros de actina. A formina vai “subindo” através do filamentos, de maneira a ir recrutando sempre dois monômeros. Os filamentos são não ramificados

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6
Q

Exemplos e funções de proteínas sequestredoras de monómeros:

A
  • Timosina - liga-se à extremidade - dos monómeros, previndo a sua ligação à extremidade mais de outras actinas e, assim, previne a polimerizaçao
  • Profilina - liga-se à extremidade + dos monómeros, deixandoa extremidade - livre para se ligar aos filamentos,aumentando a elongação.
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7
Q

Quer Arp2/3, quer as forminas, têm locais de ligação a ____________ para aumentar a velocidade de elongamento da actina.

A

Profilinas

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8
Q

Nas forminas, como se chamam os locais de ligação à profilina?

A

Formim whiskers

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9
Q

Como é que a dinâmica do citoesqueleto de actina é controlada?

A

Pela família das GTPases Rho - consoante a atividade da proteína dentro da família, temos diferentes polimerizações da actina e diferentes estruturas formadas.

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10
Q

Ativação de …. dá origem a ….

A
  • Rho - fibras de stress
  • Rac - Lamellipodia
  • Cdc42 - filopodia
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11
Q

Características da Listeria monocytogenes:

A
  • Gram +
  • Facultativa (cresce no interior ou exterior de células)
  • Oportunista
  • Atravessa barreiras (intestinal, hematoencefálica e materno-fetal)
  • Aquirida em comida contaminada
  • Doenças: meningite, meningo-encefalite, gastroenterite.
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12
Q

O estudo da motilidade intracelular da Listeria permitiu a descoberta do papel do ….

A

Complexo Arp2/3 na nucleação da actina

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13
Q

De maneira geral, como é que a Listeria se move intracelularmente?

A

Após a invasão, a bactéria fica encurralada num vacúolo → destruição (lise) do vacúolo → livre no citosol → manipulação do citoesqueleto de actina da célula, criando uma cauda de actina que conforme se polimeriza “empurra” a bactéria para a frente, como uma força de propulsão → bactéria vai contra a membrana celular de forma a que penetra a membrana da célula adjacente, entrando na célula vizinha também dentro de um vacúolo

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14
Q

Como é que descobriu as proteínas bacterianas necessárias para a formação da caudas de actina? Qual/quais é/são?

A
  1. Mutação aleatória por transposição: transposão insere-se aleatoriamente no genoma, inativando genes aleatórios, e analisava-se os mutantes que não se conseguiam movimentar
  2. mutação sistemática de genes controlados pelo regulador transcripcional PrfA, que já se sabia que estava envolvido no processo e análise de fenótipo
    Observou-se que ActA (proteína sobre a ação de PrfA), é necessária para a polimerização de actina e para a sua motilidade em células infetadas com Listeria.
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15
Q

Como é que se percebeu que ActA é a proteína bacteriana suficiente para a formação das caudas de actina?

A

Através da incubação de esferas revestidas com ActA-His com ovos de Xenopu e actina-rodamina (fluorescente) → ocorreu a formação das caudas de actina e a esfera moveu-se ao longo do tempo.

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16
Q

Que proteínas da célula hospedeira sao manipuladas pela ActA para promover a polimerização de actina?

A

Complexo Arp2/3

17
Q

Mas como é que se percebeu que as proteínas manipuladas eram o complexo Arp2/3?

A
  1. Pela incubação de Listeria como um extrato proteico semelhante à constituição do citoesqueleto, havia formação das caudas de actina → 2. Passou-se o extrato proteíco por uma columa Q-sefarose (onde ficavam associados os componentes carregados negativamente) e o fluxo que passou pela coluna demonstrou ter atividade de polimerização de actina → 3. Passou-se esse fluxo por uma coluna de S-sefarose (onde ficaram associados os carregados positivamente) e através de adição de sal de diferentes concentrações soltaram-se diferentes frações de proteínas e testou-se a atividade de polimerização de actina de cada fração → O pico mais alto de atividade obteu-se de uma fração com 8 polipéptidos → Tentaram separar os 8 polipéptidos por cromatografia, mas perceberam que é um complexo.
18
Q

Após a descoberta do complexo de 8 polipéptidos, como é que descobriram que era o complexo Arp2/3?

A

Através de imunohistoquímica, com anticorpos anti-Arp3 e anti-actina, que quando complexados com um anticorpo secundário conjugado com fluoróforos, consegui-se reconhecer a sua presença nas caudas de actina

19
Q

Como se verificou se o complexo Arp2/3 era capaz de induzir a nucleação sozinho?

A

Através de um ensaio de actina-pirena que permite a análise da polimerização da actina in vitro, pois a actina G é marcada na cisteína 374 com pireno → quando actina-pireno está na forma monomérica é pouco fluorescente e quando está na forma filamentosa é muito fluorescente. Observou-se como é que a fluorescência evoluía na presença de:
* actina-pireno
* actina-pireno + Arp2/3: promovia uma polimerização mais rápida do que actina-pireno sozinha
* actina-pireno + ActA: a presença de ActA não promove a polimerização mais rápida do que a que ocorria com a actina-pireno sozinha
* actina-pireno + Arp2/3 + ActA - polimerização mais rápida do que com apenas Arp2/3 e atividade imediata de nucleação, ao contrário de apenas Arp2/3 em que demorava alguns segundos

CONCLUSÃo: ActA é um NPF - o primeiro identificado

20
Q

Domínio semelhante de todos os NPFs e diferenças entre a utilização deste domínio em Listeria e Shigella

A

WCA: domínio de ligação a actina G e Arp2/3 (domínio presente nos NPFs WASPs) → a proteína ActA em Listeria mimetiza este domínio, funcionando ela própria como um NPF

Contrariamente, a bactéria Shigella tem uma proteína IcsA/Virg1 que ativa os N-WASPs, NPFs com domínio WCA, (mimetizando os seus ativadores), recrutando os da célula hospedeira.

21
Q

Quais são os fatores proteicos adicionais necessários para a motilidade intracelular de Listeria e Shigella (que estavam presentes na coluna de Q-sefarose)?

A
  • ADF - fator de despolimerização de actina (cofilina) → aumenta a despolimerização de actina para manter disponibilidade de actina monomérica
  • CapZ (capping protein) → previne o crescimento não produtivo dos filamentos sem ser na zona da cauda
  • Profilina e α-actinina → aumenta a velocidade da motilidade, mas não são essenciais
22
Q

A motilidade intracelular de Listeria é independente de ________.

A

Miosinas

23
Q

Qual é o papel do complexo Arp2/3 nos processos endogénos das células eucarióticas envolvendo a polimerização da actina?

A
  • Migração celular e adesão: formação de protusões de lamellipodia e envolvimento na adesão de célula-matrix ou célula-célula
  • Movimento de organelos e vesículas: fagocitose, endocitose e exocitose.
24
Q

Porquê é que os filamentos na Rickettsia são lineares e não ramificados?

A

Porque a bactéria tem uma proteína que promove a polimerização linear da actina, ou seja, uma proteína que atua como forminas das células eucariotas.

25
Q

Qual é a proteína da bactéria que promove a polimerização linear da actina?

A

Sca2

26
Q

Estrutura da Sca2:

A
  • é um autrotransportador (T5SS) que se localiza à superfície da célula bacteriana
  • possui uma sequência sinal para o sistema Sec para passar a membrana interna
  • domínio AT (ou beta) que se insere na membrana externa
  • domínio alfa (ou passenger) que é o que está no exterior (pode ou não ser clivado)
27
Q

Sca2 possivelmente mimetiza:

A

Forminas

28
Q

A actina G está associada a ______ e a actina F está associada a ______.

A
  • G: ATP
  • F: ADP