Bioquímica e Bioquímica Analítica

Abstrato

Estabilidade de proteínas halófilas em salmoura hipersalina: [2Fe-2S] Ferredoxina como paradigma

Amal K Bandyopadhyay

Para além do ambiente normal ou mesofílico, os organismos encontram-se em condições extremas de salinidade e outros ambientes hostis na terra. Os halófilos extremos prosperam como cultura pura nos seus ambientes naturais saturados de sal, uma vez que outros micróbios não se conseguem aventurar a crescer. Ao longo da evolução, estes microrganismos cresceram com dispositivos de transporte especializados para resolver o problema da osmorregulação. Como consequência, toda a sua maquinaria bioquímica começou a funcionar nesta situação de salmoura altamente salina que o mesófilo não consegue suportar. São realizadas pesquisas intensivas ao longo dos últimos cinquenta anos para compreender as propriedades dependentes do sal destas proteínas e enzimas. A ferredoxina é uma pequena proteína solúvel que funciona como transportador de eletrões nas reações de descarboxilação no citoplasma em conjunto com uma oxidoredutase. Dois dos seus representantes, Halobacterium marismortui (HmFd) e Halobacterium salinarum (HsFd), são extensivamente estudados. As estruturas atómicas de HmFd e HsFd revelam que a adaptação do halo é amplamente mediada por um domínio inserido hiperácido com cerca de 24 resíduos de comprimento na região N-terminal. Através de experiências de cinética e termodinâmica projetadas, foi demonstrado que o HsFd se adaptou de facto a um alto teor de sal e requer ≥1,5M de sal para manter a sua integridade estrutural global. Embora o efeito eletrostático não específico seja operante em sal ≤0,25M, o sal mais elevado promove a ponte salina e a estabilidade hidrofóbica. No sal intermédio onde os efeitos de Hofmeister de interações iónicas específicas são operantes, o HsFd forma um intermediário colapsado hidrofóbico cujas propriedades estruturais diferem do seu estado nativo em sais saturados. Assim, intuitivamente, o HsFd no seu estado nativo parece ter um efeito semelhante ao pós-Hofmeister, em que pode ocorrer uma ampla modulação das interações terciárias.