Novo modelo permite estudar influência de complexo proteico sobre a função mitocondrial

Experimento com leveduras conduzido no Centro de Processos Redox em Biomedicina da USP mostra como deficiências no proteassomo – responsável por eliminar proteínas danificadas e não funcionais – afetam o metabolismo das mitocôndrias, as organelas que geram energia para as células

Agência FAPESP* – Estudo do Centro de Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma) liderado por Marilene Demasi, do Instituto Butantan, apresenta um novo modelo experimental valioso para investigar a interação entre o proteassomo e a funcionalidade mitocondrial. Nas células eucarióticas, o proteassomo é um complexo proteico responsável por eliminar proteínas danificadas e não funcionais, ajudando a manter o equilíbrio e o bom funcionamento celular.

Nos últimos anos, estudos vêm revelando que o proteassomo e as mitocôndrias estão mais conectados do que se imaginava: o proteassomo participa do controle de qualidade de proteínas destinadas à mitocôndria, enquanto o metabolismo mitocondrial influencia a eficiência da degradação de proteínas marcadas para destruição.

A pesquisa do Redoxoma – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado no Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP) – teve como foco os efeitos da disfunção do proteassomo na cepa mutante C76S da levedura Saccharomyces cerevisiae e revelou que a deficiência nesse sistema leva a um aumento do estresse oxidativo mitocondrial. Esse efeito foi evidenciado pela maior liberação de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e menor concentração da peroxirredoxina 1 (Prx1), uma enzima crucial na remoção de peróxidos. Nos mamíferos, a Prx3 mitocondrial é equivalente à Prx1 da levedura.

“O mais importante neste trabalho é termos uma linhagem de levedura que sirva como modelo para investigar o déficit de proteassomo na interlocução com o metabolismo mitocondrial, modelo que ainda não existia na literatura”, destaca Demasi.

O estudo foi publicado em artigo na revista Archives of Biochemistry and Biophysics.

Próximos passos

Os pesquisadores estão agora trabalhando para entender por que os níveis de Prx1 estão diminuídos nas células com proteassomo comprometido. “Ainda não sabemos se houve uma diminuição na expressão gênica da Prx1, que é possível, já que o proteassomo também tem um papel na regulação em nível de transcrição gênica, ou se a proteína se oxida mais. Ela pode se hiperoxidar e, com isso, ser mais degradada. Talvez o excesso de peróxido esteja promovendo sua degradação contínua”, avalia a pesquisadora do Instituto Butantan.

Para responder a essas questões, o grupo pretende realizar análises comparativas de transcriptoma e proteômica entre a linhagem selvagem e a mutante, cultivadas em condição respiratória, com o objetivo de estabelecer essa linhagem como modelo para investigação do papel do sistema ubiquitina-proteassomo no metabolismo celular.

O artigo Decreased levels of Prx1 are associated with proteasome impairment and mitochondrial dysfunction in the yeast Saccharomyces cerevisiae pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003986125001195?via=ihub.

* Com informações de Maria Celia Wider, do Redoxoma.