Características estruturais dos parálogos e das isoformas da glicerol-3-fosfato desidrogenase mitocondrial encontrados em Drosophila melanogaster

Abstract

A lançadeira de glicerol-3-fosfato é um mecanismo importante no direcionamento de equivalentes eletrônicos do citoplasma para a cadeia respiratória mitocondrial, além de conectar o metabolismo de carboidratos e lipídios. A lançadeira é formada por um componente citosólico, que transforma diidroxiacetona-fosfato (DHAP) em glicerol-3-fosfato (G3P), e por um componente mitocondrial, a proteína glicerol-3-fosfato oxidase (GPO). Esta transforma G3P em DHAP, transferindo os elétrons advindos dessa reação para a coenzima Q, que é reoxidada pelo complexo III, contribuindo, assim, para o fluxo de elétrons e, consequentemente, para a produção de ATP pela mitocôndria. Em humanos, há apenas um gene codificador do componente mitocondrial da lançadeira; por outro lado, em Drosophila melanogaster, são relatados 3 parálogos: Gpo1, Gpo2 e Gpo3 - Gpo1 é expresso de maneira ubíqua, enquanto que Gpo2 e Gpo3, aparentemente, possuem expressão restrita aos testículos dos machos adultos. O objetivo geral do nosso trabalho é caracterizar as possíveis diferenças estruturais dessas isoformas. Para tanto, fizemos o alinhamento da sequência de aminoácidos das isoformas de D. melanogaster e de homólogos encontrados em outras espécies por meio do programa MEGAX, e também realizamos o alinhamento dos modelos estruturais gerados pelo AlphaFold através do software Pymol. Nossos resultados demonstram que existe uma grande similaridade entre as isoformas Gpo1 e Gpo2, ressaltando a conservação no domínio de ligação ao FAD e no sítio de ligação a G3P. Entretanto, a proteína Gpo3-PD, que também apresenta domínio de ligação a G3P e ao cálcio, não possui a formação de um domínio EF-hand, o que implicaria na incapacidade dessa enzima de ser modulada por cálcio. Por sua vez, Gpo3-PE apresenta um tamanho reduzido, o que prejudicaria significativamente sua funcionalidade, levando ao entendimento de que esta isoforma poderia ser uma proteína com outra função, ou ainda um resíduo truncado da isoforma Gpo3-PD. Dada a grande importância da lançadeira de glicerol-3-fosfato, nossas perspectivas futuras giram em torno da construção de uma linhagem knockout do gene Gpo1 por meio da técnica de CRISPR, a fim de conectar nossas descobertas acerca da estrutura das formas com o papel fisiológico da lançadeira.