Identificação de genes codificadores de serina/treonina fosfatases em Dictyostelium discoideum e caracterização funcional da proteína fosfatase do tipo 4 (PP4)

• Main Author: Fiorini, Leonardo Costa
• Other Authors: Silva, Aline Maria da
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2003
• Subjects: Dictyostelium discoideum; DNA; Enzimas; Enzimes; Fosfatase; Microbiologia; Microbiology; Phosphatase; PP4
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-11052007-130953/

As serina/treonina fosfatases (PPs) são enzimas responsáveis pela desfosforilação de resíduos de fosfoserina e/ou fosfotreonina e estão subdivididas em duas famílias gênicas designadas PPP e PPM. A família PPP está dividida em cinco subfamílias, que compreendem as PPs do tipo 1 (PP1), 2A (PP2A), 2B (PP2B), 5 (PP5) e 7 (PP7), de acordo com a similaridade entre as sequências de aminoácidos das subunidades ou domínios destas enzimas. Novas PPs estão sendo descobertas em diferentes organismos e classificadas nestas famílias ou subfamílias com base na análise comparada de suas sequências. Uma delas é a proteína fosfatase do tipo 4 (PP4), descoberta originalmente em coelhos e cujas funções biológicas vêm sendo progressivamente elucidadas. Neste estudo tivemos como objetivos a identificação e caracterização de uma nova serina/treonina fosfatase de Dictyostelium discoideum. Para isto, rastreamos uma biblioteca de cDNA e um cDNA completo que codifica a subunidade catalítica da fosfatase do tipo 4 (PP4c) foi isolado e seqüenciado. Verificamos que o gene da PP4c é essencial e está presente em cópia única localizada no cromossomo 2, originando um mRNA expresso ao longo de todo o ciclo de vida de D. discoideum. Imunodetecção da PP4c realizada com anticorpo específico indicou que os níveis desta proteína também são constitutivos. Observamos que a superexpressão da PP4c sob o controle de um promotor constitutivo não causa alterações fenotípicas detectáveis. A análise da localização celular da PP4c expressa em células de D. discoideum como proteína de fusão com GFP (Green Fluorescent Protein) revelou que a enzima está localizada no citossol, contrastando com outros organismos, onde ela se encontra enriquecida no centrossomo. Por fim, descrevemos neste trabalho, além da organização genômica da PP4, a estrutura dos genes de todas as serina/treonina fosfatases da família PPP encontradas no cromossomo 2 e apresentamos dados das relações entre estas enzimas de D. discoideum. === The serine/threonine protein phosphatases (PPs) are enzymes responsible for dephosphorylation of phosphoserine and/or phosphothreonine residues and are divided in two gene families designated as PPP and PPM. The PPP family is divided in five subfamilies, which comprise type 1 (PP1), 2A (PP2A), 2B (PP2B), 5 (PP5) and 7 (PP7) phosphatases. This subdivision is based on aminoacid sequence similarity or enzyme domains. Novel PPs have been discovered in different organisms and classified in these families or subfamilies based on comparative sequence analysis. One of these is type 4 protein phosphatase (PP4), originally discovered in rabbit, which functions have been progressively uncovered. In this study our goal is to identify and characterize a novel serine/threonine phosphatase in Dictyostelium discoideum. We first screened a cDNA library and isolated a complete cDNA encoding the catalytic subunit of protein phosphatase 4 (PP4c), confirmed by manual DNA sequencing. The PP4c is an essential, single-copy gene located in chromosome 2, which encondes a mRNA constitutively expressed throughout D. discoideum life cycle. Immunodetection of PP4c performed with specific antibodies indicated corresponding protein levels. Overexpression of PP4c under a strong promoter caused no detectable phenotype. Subcellular localization of PP4c expressed as a GFP-fusion protein revealed its cytosolic location, in contrast to other organisms, where it has been reported to be enriched in centrosomes. We also describe here the genetic organization of PP4c, the genetic structure of all serine/threonine protein phosphatases belonging to the PPP family found in chromosome 2, and a phylogenetic analysis indicating relationships among these enzymes in D. discoideum and other selected organisms.