Structural insights on hypothetical proteins, secretion chaperones from Xanthomonas axonopodis pv. citri

Abstract

Orientador: Ljubica TasicTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: O presente estudo teve por objetivo a caracterização estrutural de quatro possíveis chaperonas de secreção da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac). Esta caracterização é importante para entender as funções destas proteínas e consequentemente compreender os mecanismos de virulência da Xac que é a causadora do cancro cítrico. Das quatro proteínas estudadas, a XACb0033 é considerada uma possível chaperona de secreção do sistema de secreção do tipo IV; a XAC1346 são possíveis chaperonas de secreção do sistema de secreção do tipo III e a XAC1990, foi identificada em 2007 como uma proteína do sistema flagelar (FlgN). As quatro proteínas, clonadas em pET23a, foram expressas em E. coli, purificadas e obtidas enoveladas conforme as análises de dicroísmo circular (CD). Por CD também se observou um alto conteúdo helicoidal na estrutura secundária das proteínas. Elas foram caracterizadas por filtração em gel analítica, espectrometria de massas, técnicas de difusão de ressonância magnética nuclear (DOSY-NMR) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Por SAXS obteve-se um modelo do envelope molecular de duas proteínas que foi condizente com a estrutura tridimensional obtida por bioinformática. Baseando-se nos resultados obtidos foi possível especular a classificação da XAC0419 como provável chaperona secretória da classe I e a FlgN (XAC1990) foi classificada como uma chaperona flagelar (classe III); e para a XACb0033 observou-se similaridade estrutural com a VirE1, que é a única chaperona secretória do sistema de secreção do tipo IV conhecida até o momentoAbstract: The aim of this study was the structural characterization of four possible secretion chaperones from the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac). This characterization is very important to better understand the function of such proteins and the virulence mechanisms from Xac, which is the bacterium responsible for provoking the citrus canker. Among the target proteins, XACb0033 is a possible secretion chaperone from type IV secretion system, XAC0419 and XAC1346 are possible secretion chaperones from type III secretion system and XAC1990 was earlier identified as a flagellar protein (FlgN). All four target proteins, cloned into pET23a, were expressed in E. coli, purified and found folded as observed in the circular dichroism analyses (CD). It was also verified (CD experiments) that these proteins have a high helical content. These proteins were further characterized by analytical gel filtration, mass spectrometry (MS), diffusion techniques in nuclear magnetic resonance (DOSY-NMR) and small angle X-ray scattering (SAXS). Molecular envelops were built for two target proteins applying the SAXS data. These envelops were in good agreement with the 3D structures predicted by bioinformatics. Finally, XAC0419 was considered a possible class I secretion chaperone based on the obteined results. XAC1990 (FlgN) was confirmed as a flagellar chaperone (class III), while obtained results for XACb0033 pointed structural similarity with VirE1, the unique type IV secretion system chaperone known so farDoutoradoQuimica OrganicaDoutor em Ciência