Estudo da atividade inibitória da troponina I através de mutações sítio-dirigidas

• Main Author: Quaggio, Ronaldo Bento
• Other Authors: Reinach, Fernando de Castro
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 1994
• Subjects: Biochemistry; Bioquímica; Inhibitory peptide; Metabolism; Metabolismo; Mutações sítio-dirigidas; Peptídeo inibitório; Proteínas (Metabolismo); Proteins (Metabolism); Site-directed mutagenesis; Troponin I; Troponina I
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-05112012-110313/

A troponina I (TnI) é a sub-unidade inibitória do complexo troponina, responsável pela regulação da contração do músculo esquelético. Foi demonstrado que sua ação inibitória sobre a Mg2+ATPase da actomiosina, deve-se principalmente à região entre os resíduos 96 e 116 (região do peptídeo inibitório). Para estudar o mecanismo de inibição a nível molecular, produzimos três mutantes na região do peptídeo inibitório através de mutações sítio-dirigidas. Substituímos os resíduos lisina 105 por ácido glutâmico (K105E), fenilalanina 106 por tirosina (F106Y) e arginina 113 por ácido glutâmico (R113E). As troponinas I mutantes foram expressas em E.coli, purificadas e ensaiadas em sua atividade inibitória, interações com os outros componentes do complexo regulatório e sua capacidade regulatória. Os resultados obtidos indicam que a mutação na posição 105 alterou a interação da proteína com a tropomiosina, diminuindo sua atividade inibitória e afinidade pela actina-tropomiosina. A substituição na posição 113 alterou a interação da proteína com a actina e com a actina-tropomiosina, também diminuindo a atividade inibitória na presença de tropomiosina e inviabilizando a inibição na ausência de tropomiosina. Já a substituição na posição 106 não produziu alteração detectável. Concluímos que o resíduo 105 faz parte do sítio de ligação da troponina I ao complexo actina-tropomiosina e que o resíduo 113 participa diretamente do mecanismo de inibição. Desta forma, definimos duas interfaces de interação da troponina I com o filamento de actina-tropomiosina, necessárias a ligação da troponina I ao filamento e inibição da ATPase. === Troponin I (TnI) is the inhibitory subunit of the troponin complex, responsible for the regulation of skeletal muscle contraction. It has been demonstrated that TnI\'s inhibitory action on Mg2+ATPase of actomyosin is due principally to the region between residues 96 and 116 (the inhibitory region). To study the inhibitory mechanism at the molecular level, we produced three mutants of the inhibitory region by site-directed mutagenesis. We substituted lysine 105 for glutamic acid (K105E), phenylalanine 106 for tyrosine (F106Y) and arginine 113 for glutamic acid (R113E). The TnI mutants were expressed in E. coli, purified and analyzed for their inhibitory activity, interaction with other components of the regulatory complex and regulatory capacity. The results indicate that the mutation in K105E modified the interaction of TnI with tropomyosin, reduced its inhibitory activity and actin-tropomyosin affinity. The mutant R113E displayed modified interaction with actin and actin-tropomyosin, reduced inhibitory activity in the presence of tropomyosin and essentially no inhibitory activity in the absence of tropomyosin. The mutant F106Y behaved essentially like wild-type TnI. We conclude that residue 105 is part of the site by which troponin I binds to the actin-tropomyosin and that residue 113 participates directly in the inhibitory mechanism. In this way, we have defined two interfaces between troponin I and the actin-tropomyosin which are necessary for binding TnI to the filament and to inhibit the actomyosin ATPase.