Septina

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Septinas em Saccharomyces cerevisiae (micrografia em fluorescência)
• Em verde: septinas (AgSEP7-GFP)
• Em vermelho: contorno da célula
• Barra de escala: 10 μm

Septinas são proteínas que atuam no estágio final da divisão celular. Foram descobertas em 1970 por Leland H. Hartwell em estudos de fungos na fase da citocinese. O radical "sept" foi adotado para lembrar a formação do septo, que faz o estrangulamento no final da divisão, separando em duas partes o conteúdo citoplasmático. Resultados laboratoriais revelaram quatro mutantes que impediam a ocorrência natural da citocinese a certas temperaturas. Os genes correspondentes representam as quatro primeiras septinas, ScCDC3, ScCDC10, ScCDC11 e ScCDC12.

A sigla "ScCDC" refere-se ao fungo usado nas experiências, Sc – Saccharomyces cerevisiae. As letras CDC significam "Cell Division Cycle" (Ciclo da Divisão Celular), e tornou-se um código para diversas proteínas detectadas nas investigações do grupo de Leland; a significância e a quantidade de novas descobertas deste trabalho renderam a este célebre cientista, juntamente com Paul Nurse e Tim Hunt, o Prêmio Nobel de Fisiologia em 2001. No caso especial de septinas humanas e de peixes, popularizou-se uma nova nomenclatura, com todas as letras maiúsculas: SEPT1, SEPT2, SEPT3, ..., SEPT14, e assim sucessivamente, conforme novas forem descobertas.[1]

As septinas se organizam como um grande anel, cujo diâmetro diminui gradualmente, espremendo a célula. A mitose estará concluída quando o diâmetro do anel de septinas se tornar tão pequeno que cada célula filha possuirá sua própria membrana plasmática. Já não se fala mais em um citoplasma, mas dois, totalmente separados pela fronteira membranar recém-criada. Neste momento, as septinas se desorganizam, se desfazem e são digeridas; e os aminoácidos são reciclados.

Diversas outras funções foram associadas a septinas. Notava-se que, embora houvesse certa diversidade funcional delas, uma característica parecia estar sempre presente: em todas as observações, elas formavam aglomerados que impediam a mistura de conteúdos. Em outras palavras, elas participavam da criação de divisores de ambientes, membranas. É o caso da citocinese, da exocitose e da esporulação. Mais recentemente, septinas foram identificadas no tecido cerebral humano.

O genoma humano indica a presença de pelo menos catorze genes que codificam septinas. Ainda assim, há poucas informações estruturais sobre elas. Das catorze sequenciadas, até maio de 2010, somente três tiveram partes de suas estruturas cristalográficas depositadas no "PD-Bank". Uma septina humana pode ser dividida em três regiões bem definidas: o N-terminal, o domínio GTPase e o C-terminal. Todos os cristais obtidos foram do domínio GTPase.

Em alguns grupos de septinas, o início do domínio GTPase é demarcado por uma sequência de cinco a dez aminoácidos básicos organizados em hélice. A septina 2 forma homodímeros, e foi estudada por dois grupos de cientistas. Ambos usaram difração de raios X. Na Universidade de Oklahoma, Estados Unidos, Wael M. Rabeh e colaboradores obtiveram resolução de 2,6 Å.[2] No Instituto Max Planck em Dortmund, Alemanha, Minhajuddin Sirajuddin et al. conseguiram resolução de 3,4 Å.[3] Estes últimos também apresentaram um heterotrímero formado pelas septinas 2, 6 e 7, com resolução de 4,0 Å,[4] conforme publicação da revista Nature[5]

Estes trabalhos pioneiros podem iniciar uma jornada de novas descobertas para a compreensão mais exata do papel das septinas no cérebro humano. O assunto é de crescente interesse na comunidade científica, já que septinas foram incluídas no grupo de proteínas que sofrem mutações em causa ou consequência de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, além de alguns tipos de câncer.

No Brasil, há um grupo de pesquisa sobre septinas, com membros do Instituto de Física de São Carlos (USP) e do Instituto de Física Gleb Wataghin (UNICAMP). Os estudiosos das duas escolas estiveram unidos pelo Centro de Biotecnologia Molecular e Estrutural (CBME), um dos primeiros projetos de inovação e difusão criados pela FAPESP cujas atividades iniciaram em 2001, com prazo determinado de 5 anos e direito a renovação por mais dois períodos de 3 anos. O sucesso do CBME rendeu-lhe as duas aprovações e portanto cumpriu com os 11 anos de pesquisa e difusão. Em abril de 2008, o grupo sãocarlense foi ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) em Campinas, e obteve um padrão de difração para o domínio GTPase de septinas 7 formando homodímeros, com resolução de 4,0 Å. Estudos recentes apresentaram análise detalhadada sobre estabilidade e agregação do domínio GTPase em SEPT4. Recentemente, também no Instituto de Física de São Carlos, foi resolvida a estrutura do domínio GTPase da septina 10 de Schistosoma mansoni, tanto ligado a GDP quanto a GTP, com resoluções de 1,93 e 2,14 Å, respectivamente. Estas são as melhores resoluções obtidas para septinas até hoje. Ao se comparar as estruturas, estas mostraram um mecanismo de switch-on/off para a exposição da região polibásica quando o nucleotídeo é trocado. Este estudo estrutural pode elucidar o mecanismo de interação com membranas plasmáticas por intermédio da permuta de nucleotídeo.[6]

As atividades do CBME e de todos os outros 10 primeiros CEPID encerraram-se em 2013 (1 ano a mais do que os 11 anos previstos inicialmente), quando então a FAPESP iniciou o segundo ciclo dos CEPID.[7] Alguns destes centros mantiveram o mesmo nome. Outros ampliaram a abrangência ou modificaram os rumos de suas pesquisas. Grande parte dos pesquisadores que antes integravam o CBME, passaram a fazer parte do novo CIBFar[8] Centro de Inovação em Biodiversidade de Fármacos, sob a coordenação do Dr. Glaucius Oliva.

Referências

Literatura[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]