Caracterização funcional do aminoácido hipusina
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Data
2023-02-24
Autores
Orientador
Luchessi, Augusto Ducati 
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O aminoácido hipusina [Nε-(4-amino-2-hidroxibutil)-lisina] foi isolado pela primeira vez em 1971 a partir de extratos de cérebro bovino. A hipusina origina-se a partir de uma modificação pós-traducional que ocorre no fator de início de tradução de eucariotos 5A (eIF5A), uma proteína altamente conservada produzida por arqueobactérias e eucariotos. A proteína eIF5A é a única descrita contendo o resíduo de aminoácido hipusina, o qual é essencial para sua atividade. A hipusina como aminoácido livre é consequência da degradação proteolítica de eIF5A. Neste trabalho, mostramos pela primeira vez evidência de atividade biológica para a hipusina livre. Para isso, células C6 derivadas de glioma de rato foram tratadas com hipusina e diferentes parâmetros celulares foram avaliados. O tratamento com hipusina reduziu significativamente a proliferação de células C6 e suprimiu fortemente sua capacidade clonogênica sem levar as células à apoptose. O tratamento com hipusina também diminuiu o conteúdo do transcrito codificador de eIF5A e o perfil global de síntese proteica, o que pode ter ocorrido devido a um feedback negativo em resposta à alta concentração de hipusina adicionada de forma exógena. A hipusina pode ter afetado o conteúdo e/ou a hipusinação da proteína eIF5A recém-sintetizada, o que pode ter levado a uma estagnação no processo de tradução. Além disso, o tratamento com hipusina também alterou o metabolismo celular, por meio da regulação das vias para a produção de energia, reduzindo a respiração celular acoplada à fosforilação oxidativa e aumentando o metabolismo anaeróbico, evidenciado pelo aumento da produção de lactato. Esses resultados e a relação entre eIF5A e o processo de desenvolvimento tumoral nos levaram a testar a associação da hipusina com o quimioterápico temozolomida. A combinação de temozolomida com hipusina reduziu a conversão do MTT para os mesmos níveis observados utilizando o dobro da dose de temozolomida isoladamente, demonstrando então uma ação sinérgica entre os compostos. Assim, desde 1971, este é o primeiro estudo que mostra evidência de atividade biológica para a hipusina como um aminoácido livre e não como um componente essencial para a atividade da proteína eIF5A.
Resumo (inglês)
Hypusine amino acid [Nε-(4-amino-2-hydroxybutyl)-lysine] was first isolated in 1971 from bovine brain extracts. Hypusine originates from a post-translational modification at the eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A), a protein produced by archaebacteria and eukaryotes. The eIF5A protein is the only one described containing the hypusine residue, which is essential for its activity. Hypusine as a free amino acid is a consequence of proteolytic degradation of eIF5A. Herein, we showed, for the first time, evidence of biological activity for the free hypusine. C6 rat glioma cells were treated with hypusine, and different cellular parameters were evaluated. Hypusine treatment significantly reduced C6 cell proliferation and potently suppressed their clonogenic capacity without leading the cells to apoptosis. The treatment also decreased the content of the eIF5A-encoding transcript and the global protein synthesis profile, which may occur due to negative feedback in response to high hypusine concentration. Hypusine could have affected the protein content and/or the hypusination of newly synthesized eIF5A and led to stagnation in the translation process. Besides, hypusine treatment also altered cellular metabolism by changing the pathways for energy production, reducing cellular respiration coupled with oxidative phosphorylation, and increasing the anaerobic metabolism. These results, and the relationship between eIF5A and tumoral development, led us to test the combination of hypusine with the chemotherapeutic drug temozolomide. Combining temozolomide with hypusine reduced the MTT conversion to the same levels as those observed using double temozolomide dosage alone, demonstrating a synergetic action between the compounds. Thus, since 1971, this is the first study showing evidence of biological activity for hypusine as a free amino acid and not as an essential component of the eiF5A protein.
Descrição
Idioma
Português