Proteínas SSB: características, estrutura e funções - Ciência - 2023

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As Proteínas SSB ou proteínas de ligação de DNA de banda única (do inglês “svirilha-sDNA trand bproteínas inding “), São proteínas encarregadas de estabilizar, proteger e manter temporariamente o DNA de banda única que se obtém a partir da separação do DNA de banda dupla pela ação das proteínas helicase.

A informação genética de um organismo é protegida e codificada na forma de DNA de banda dupla. Para que seja traduzido e replicado, ele deve ser desenrolado e desemparelhado, e é nesse processo que participam as proteínas SSB.

Essas proteínas se ligam cooperativamente a outros monômeros diferentes que participam da sua estabilização com o DNA e são encontradas tanto em procariotos quanto em eucariotos.

As proteínas SSB de Escherichia coli (EcSSB), foram as primeiras proteínas deste tipo a serem descritas. Estas foram caracterizadas funcional e estruturalmente e desde a sua descoberta têm sido utilizadas como modelo de estudo para esta classe de proteínas.

Os organismos eucarióticos possuem proteínas semelhantes às proteínas SSB das bactérias, mas nos eucariotos, elas são conhecidas como proteínas RPA ou proteínas A de replicação. Proteína de Replicação A) que são funcionalmente semelhantes aos SSBs.

Desde sua descoberta, a modelagem bioquímica-funcional computacional tem sido usada para estudar as interações entre as proteínas SSB e o DNA de fita simples, a fim de elucidar seu papel nos processos essenciais do genoma de diferentes organismos.

Caracteristicas

Esses tipos de proteínas são encontrados em todos os reinos da vida e, embora compartilhem as mesmas propriedades funcionais, são estruturalmente diferentes, principalmente em termos de suas alterações conformacionais, que parecem ser específicas para cada tipo de proteína SSB.

Todas essas proteínas mostraram compartilhar um domínio conservado que está envolvido na ligação de DNA de banda única e é conhecido como o domínio de ligação de oligonucleotídeo / oligossacarídeo (encontrado na literatura como domínio OB).

As proteínas SSB de bactérias termofílicas, como Thermus aquaticus eles têm características notáveis, uma vez que têm dois domínios OB em cada subunidade, enquanto a maioria das bactérias tem apenas um deles em cada subunidade.

A maioria das proteínas SSB liga-se não especificamente ao DNA de banda única. No entanto, a ligação de cada SSB depende de sua estrutura, grau de cooperatividade, nível de oligomerização e várias condições ambientais.

A concentração de íons magnésio divalente, a concentração de sais, o pH, a temperatura, a presença de poliaminas, espermidina e espermina, são algumas das condições ambientais estudadas em vitro que mais afetam a atividade das proteínas SSB.

Estrutura

As bactérias possuem proteínas SSB homotetraméricas e cada subunidade possui um único domínio de ligação de OB. Em contraste, as proteínas SSB virais, especialmente aquelas de muitos bacteriófagos, são geralmente mono- ou diméricas.

Em sua extremidade N-terminal, as proteínas SSB possuem o domínio de ligação ao DNA, enquanto sua extremidade C-terminal é composta por nove aminoácidos conservados responsáveis pelas interações proteína-proteína.

Três resíduos de triptofano nas posições 40, 54 e 88 são os resíduos responsáveis pela interação com o DNA nos domínios de ligação. Estes mediam não apenas a estabilização da interação DNA-proteína, mas também o recrutamento das outras subunidades proteicas.

A proteína SSB de E. coli foi modelado em estudos computacionais e foi determinado que tem uma estrutura tetramérica de 74 kDa e que se liga ao DNA de banda única graças à interação cooperativa de diferentes subunidades do tipo SSB.

Archaea também possui proteínas SSB. Estes são monoméricos e têm um único domínio de ligação ao DNA ou domínio OB.

Em eucariotos, as proteínas RPA são, estruturalmente falando, mais complexas: elas são compostas por um heterotrímero (de três subunidades diferentes) conhecido como RPA70, RPA32 e RPA14.

Eles possuem pelo menos seis domínios de ligação de oligonucleotídeo / oligossacarídeo, embora atualmente apenas quatro desses locais sejam precisamente conhecidos: três na subunidade RPA70 e um quarto residindo na subunidade RPA32.

Características

As proteínas SSB têm funções essenciais na manutenção, empacotamento e organização do genoma, protegendo e estabilizando as fitas de DNA de fita simples nos momentos em que são expostas pela ação de outras enzimas.

É importante notar que essas proteínas não são as proteínas responsáveis por desenrolar e abrir as fitas de DNA. Sua função se restringe apenas a estabilizar o DNA quando se encontra na condição de DNA de banda única.

Essas proteínas SSB atuam cooperativamente, pois a união de uma delas facilita a união de outras proteínas (SSB ou não). Nos processos metabólicos do DNA, essas proteínas são consideradas uma espécie de proteínas pioneiras ou primárias.

Além de estabilizar as bandas de DNA de fita simples, a ligação dessas proteínas ao DNA tem a função primária de proteger essas moléculas da degradação por endonucleases do tipo V.

As proteínas do tipo SSB participam ativamente dos processos de replicação do DNA de praticamente todos os organismos vivos. Essas proteínas avançam à medida que o garfo de replicação avança e mantêm as duas fitas de DNA parentais separadas para que fiquem em condições adequadas para atuar como modelos.

Exemplos

Em bactérias, as proteínas SSB estimulam e estabilizam as funções da proteína RecA. Essa proteína é responsável pelo reparo do DNA (reação SOS) e pelo processo de recombinação entre moléculas de DNA de banda única complementares.

Os mutantes de E. coli Geneticamente modificados para obter proteínas SSB defeituosas são rapidamente inibidas e não cumprem efetivamente suas funções na replicação, reparo e recombinação do DNA.

Proteínas semelhantes a RPA controlam a progressão do ciclo celular em células eucarióticas. Especificamente, acredita-se que a concentração celular de RPA4 possa ter uma influência indireta na etapa de replicação do DNA, ou seja, em altas concentrações de RPA4 esse processo é inibido.

Foi sugerido que a expressão de RPA4 pode prevenir a proliferação celular ao inibir a replicação e desempenhar um papel na manutenção e marcação da viabilidade celular saudável em organismos animais.

Referências

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