Análise biofísica da interação entre Grb2 e DNA G-quadruplex e seu domínio SH2 com as moléculas cumarina e morina - Oliveira, Larissa Fernanda Borges de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O câncer é uma das principais causas de mortalidade global, representando um desafio significativo para a saúde pública e a expectativa de vida. As células cancerígenas exibem características biológicas distintas, incluindo a sinalização proliferativa e a instabilidade genômica. Além disso, o desequilíbrio do pH celular favorece a proliferação e a resistência dessas células, facilitando também a sua migração. Proteínas adaptadoras como a Grb2 desempenham um papel importante em vias de sinalização associadas ao câncer, como a via MAPK. Além de mediar a transmissão de sinais a partir de receptores de fatores de crescimento, a Grb2 também está envolvida na regulação de miRNA, na via de reparo de DNA e na regulação da via MAPK por meio do equilíbrio monômero-dímero com a proteína tirosina quinase FGFR2. Considerando a extensa participação da Grb2 nos processos biológicos de uma célula, ela se torna um alvo promissor para o desenvolvimento de terapias anticarcinogênicas, através de pesquisas com moléculas naturais e até mesmo com estruturas secundárias de DNA. Com isso, parte deste estudo concentrou-se na análise da interação do domínio Grb2-SH2 com moléculas antitumorais, como a cumarina e a morina, em pH 7,0 e 8,0, representativo do pH intracelular de células saudáveis e cancerígenas, respectivamente. Os resultados da interação, investigados por espectroscopia de fluorescência, indicaram uma interação favorável e hidrofóbica (ΔG < 0; ΔH e ΔS > 0), sendo mais favorecida a interação em pH 8,0. Além disso, análises de CD revelaram modificações na estrutura secundária do domínio Grb2-SH2 com o aumento da concentração dos ligantes. Adicionalmente, investigamos a interação da proteína Grb2 Y160F , com um tipo de estrutura secundária de DNA, o G- quadruplex, também por meio da espectroscopia de fluorescência. Os resultados demonstram que a variação de entalpia e à variação de entropia são menores que zero (∆H < 0 e T∆S < 0), caracterizam que a interação é exotérmica, entropicamente favorecida e espontânea, sendo características típicas de ligações fracas e interações não covalentes, como as forças de van der Waals. Espera-se que este trabalho contribua para base das pesquisas acerca do mecanismo de interação entre diferentes moléculas e proteínas, além de aprimorar novas abordagens terapêuticas e tratamentos mais eficazes no combate ao câncer.

Cancer is one of the leading causes of global mortality, representing a significant challenge to public health and life expectancy. Cancer cells exhibit distinct biological characteristics, including proliferative signaling and genomic instability. Moreover, the imbalance in cellular pH favors the proliferation, resistance, and migration of these cells. Adaptor proteins such as Grb2 play a crucial role in cancer-associated signaling pathways like the MAPK pathway. Apart from mediating signal transmission from growth factor receptors, Grb2 is also involved in regulating miRNA, DNA repair pathways, and the MAPK pathway by maintaining a monomer-dimer equilibrium with the FGFR2 tyrosine kinase protein. Given Grb2's extensive involvement in a cell's biological processes, it emerges as a promising target for developing anti-cancer therapies through research involving natural molecules and even secondary DNA structures. As such, a portion of this study focused on analyzing the interaction of the Grb2-SH2 domain with anti-tumor molecules, such as coumarin and morin, at pH 7.0 and 8.0, representative of the intracellular pH of healthy and cancerous cells, respectively. Results of the interaction, examined via fluorescence spectroscopy, indicated a favorable and hydrophobic interaction (ΔG < 0; ΔH and ΔS > 0), with the interaction being more favorable at pH 8.0. Additionally, circular dichroism (CD) analyses revealed alterations in the secondary structure of the Grb2-SH2 domain with increasing ligand concentrations. Furthermore, we investigated the interaction of the Grb2 Y160F protein with a type of secondary DNA structure, the G-quadruplex, also through fluorescence spectroscopy. The results showed that both enthalpy and entropy variations were less than zero (∆H < 0 and T∆S < 0), indicating an exothermic, entropically favored, and spontaneous interaction, typical characteristics of weak bonds and non-covalent interactions like van der Waals forces.It is anticipated that this work will contribute to the foundational understanding of interactions between different molecules and proteins, enhancing new therapeutic approaches and more effective treatments in the fight against cancer.
Biophysical analysis of the interaction between Grb2 and G-quadruplex DNA and its domain SH2 with coumarin and morin molecules
Keywords: Cumarina; DNA G-quadruplex; Domínio Grb2-SH2; Grb2; Morina; Coumarin; G-quadruplex DNA; Grb2-SH2 domain; Morin