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Type: Tese
Title: Modificações estruturais da Ca²⁺ATPase de eritrócito em diferentes estados conformacionais estudadas por espectroscopia de fluorescência
Author(s)/Inventor(s): Sampaio, Tatiana Lobo Coelho de
Advisor: Vieyra, Adalberto Ramon
Abstract: Foram estudados aspectos estruturais da Ca²-ATPase de membrana plasmática do eritrócito através do emprego de técnicas de espectroscopia de fluorescência. Foram exploradas características da estrutura oligomérica da ATPase, através da associação entre fluorescência e aplicação de pressão hidrostática para induzir a dissociação. A Ca²-ATPase do erotrócito foi caracterizada como sendo um dímero cuja constante de dissociação (KD) está entre 6 e 9 x 10-6 M. A variação de volume na dissociação encontrada foi da ordem de - 50 ml/mol. Esta variação de volume relativamente pequena pode indicar uma contribuição maior de interações hidrofóbicas em relação à de pontes salinas que promovem grande redução do volume da água de hidratação quando rompidas. A estabilização da conformação E1 da enzima pela adição de Ca²⁺, ou de E2 pela adição de vanadato favoreceram, respectivamente, as formas associada e dissociada. A calmodulina não promove qualquer modificação adicional ao efeito do Ca²⁺ na associação. Os resultados encontrados com relação à influência dos ligantes na oligomerização da ATPase sugerem que a calmodulina não altera o equilíbrio entre as conformações principais E1 e E2. A medida do tempo de vida de fluorescência intrínseca da ATPase mostrou que a calmodulina leva a enzima para uma conformação diferente daquela promovida pelo Ca²⁺. A avaliação dos efeitos de solutos orgânicos de ocorrência fisiológica sobre a estrutura e o funcionamento da ATPase mostrou que a betaína protege a enzima do desacoplamento entre transporte de Ca²⁺ e hidrólise de ATP induzido pela uréia. A mudança conformacional promovida pela betaína decorre da formação de um complexo betaína/ATPase no qual o grau de compactação da estrutura proteica está aumentado nas regiões mais superficiais da enzima. Adicionalmente, foi possível observar que esta mudança conformacional também está associada a um aumento do grau de compactação de domínios mais hidrofóbicos da ATPase, possivelmente aqueles em contato com os fosfolipídios da membrana nativa.
Abstract: The structure of the plasma membrane erythrocyte Ca²-ATPase was studied using fluorescence techniques. Fluorescence spectroscopy was combined with hydrostatic pressure to allow the study of the dissociation of the oligomeric ATPase. The erythrocyte Ca²-ATPase was shown to be a dimer with a dissociation constant (KD) between 6-9 x 10-6 M. The volume change upon dissociation was found to be approximately - 50 ml/mol. This relatively small volume change may indicate that hydrophobic interactions predominate over electrostatic interactions in the interface between the subunits. The stabilization of either the E1 ATPase conformation (by the addition of Ca²⁺) or E2 (by the addition of vanadate) favoured, respectively, the associated or the dissociated States. Calmodulin did not promote any additional effect on the dissociation over the effect promoted by Ca²⁺. The results concerning the effects of ligands on the oligomerization of the erythrocyte ATPase suggest that calmodulin does not alter the equilibrium between the two major conformational States E1 and E2. Fluorescence lifetime measurements showed that calmodulin stabilizes the enzyme in a different conformation as compared to the conformation stabilized by Ca²⁺ alone. The study of the effects of organic osmolytes on the structure and function of the erythrocyte Ca²⁺-ATPase indicated that betaine - a representative methylamine - was able to protect against the uncoupling between Ca²⁺ transport and ATP hydrolysis induced by urea. The conformational changes promoted by betaine appeared to derive from direct interactions between betaine and the ATPase. In the presence of betaine an increase in compactation of the more hydrophilic domains of the ATPase was observed. On the other hand, betaine decreased the compactation at hydrophobic internal domains of the protein, which may include the amino acids that are in contact with the phospholipids of the native membrane.
Keywords: ATPases transportadoras de cálcio
Eritrócitos
Transferência ressonante de energia de fluorescência
Hidrogenação
Pressão hidrostática
Concentração osmolar
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOFISICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biofisica)
Production unit: Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Oct-1992
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: SAMPAIO, Tatiana Lobo Coelho de. Modificações estruturais da Ca²⁺ATPase de eritrócito em diferentes estados conformacionais estudadas por espectroscopia de fluorescência. 1992. 110 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biofisica), Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1992.
Appears in Collections:Biofísica

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