Avaliação por ancoragem molecular de novos ligantes para a ligase COI1 baseados na estrutura química de um secoiridoide: uma possível porta para a modulação do sistema Ubiquitina-Proteassoma regulado por SCFCOI1

Abstract

O sistema ubiquitina proteassoma 26S (UPS) regula diversos processos fisiológicos em plantas, dentre eles mecanismos de defesa e desenvolvimento desses organismos. Esse sistema é composto de 3 enzimas: enzima E1 ativadora de ubiquitina, enzima E2 conjugadora de ubiquitina e enzima E3 ligase de ubiquitina. O conjunto de enzimas que constituem o UPS marcam as proteínas que serão degradadas pelo complexo enzimático proteassoma 26S. Logo, a atuação do UPS se dá em proteínas que apresentam algum tipo de mutação ou erro transcricional prejudicial ao ser vivo bem como proteínas cuja concentração regula o funcionamento de importantes atividades biológicas. Vários fitormônios atuam ativando esse sistema, de maneira a regular a concentração de repressores transcricionais. Os jasmonatos são moléculas baseadas na estrutura de ácido jasmônico (JA) que atuam como fitormônios modulando um sistema UPS. Dentre essas moléculas, o JA-Ile, formado pela conjugação entre JA e o aminoácido isoleucina (Ile), tem a maior capacidade moduladora dentre as moléculas que apresentam o JA em sua estrutura. Em meio aos fitormônios moduladores de UPS, cada uma delas se liga especificamente a um determinado correceptor que compõe uma E3 ligase, que no caso de JA-Ile é a Coronatina Insensitiva 1 (COI1). Ela pertence a classe de proteínas conhecidas como F box, uma família de proteínas envolvidas na degradação de proteínas via ubiquitinação, de modo que estão presentes na maioria dos seres vivos, formando um complexo com outras duas proteínas, ASK1 (SKP1) e Culina (Cul) gerando um complexo enzimático denominado SCF, que atua no reconhecimento e ubiquitinação das proteínas JAZ. Nesse contexto, esse trabalho buscou avaliar, com o auxílio da ferramenta computacional denominada ancoragem molecular (docking molecular) se análogos estruturais de JA-Ile baseados no ácido floribundanóico B (AFB), um secoiridóide com estrutura química semelhante à do ácido jasmônico (JA), interagem com COI1 no domínio de ligação do JA-Ile. Os experimentos de ancoragem molecular foram validados por redocking do complexo COI1-JA-Ile, que resultaram na descoberta de um novo domínio de ligação na qual o fitôrmonio possui afinidade, além de seu sítio de ligação, que foi denominado domínio de ligação 3 (DL3). Os resultados obtidos pelo docking direcionado em AFB, e sua forma conjugada à Ile apontaram uma preferência por esta última estrutura, indicando uma energia de ligação próxima a obtida pelo redocking de JA-Ile. Ademais, não houve especificidade para um determinado estereoisômero destes secoiridoides. O blinding docking desses ligantes apontaram outros domínios de ligação DL5, DL6 e DL7, pelos quais essas estruturas possuem afinidade.