Autor(es):
Franco, Maria Helena Coelho de Sousa 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/3705
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Corpos de Lewy; Parkina; PARK2; Parkinsonismo Juvenil Autossómico Recessivo; Purificação de proteínas; Sinfilina-1; Subclonagem; Teses de mestrado - 2010
Descrição
Tese de mestrado, Bioquímica (Bioquímica Médica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010 A Doença de Parkinson (DP) é a doença neurodegenerativa mais comum a seguir à doença de Alzheimer e está associada à degeneração dos neurónios dopaminérgicos da pars compacta da substantia nigra (SNpc). Nesta doença, o misfolding, o unfolding e a agregação proteica, em conjunto com uma resposta disfuncional da célula ao stress induzido pelas espécies parcialmente desnaturadas, pode estar na origem de danos celulares que conduzem à degeneração dos neurónios dopaminérgicos. A DP é essencialmente idiopática, à excepção de um número reduzido de indivíduos que são portadores de um gene mutante (<10 % dos casos de Parkinson) ou que foram expostos a agentes indutores de parkinsonismo, como o MPTP. A etiologia da DP resulta da interacção dinâmica de factores genéticos e ambientais, em que a acumulação de proteínas parcialmente desnaturadas, a presença de agregados e de proteínas ubiquitinadas nos corpos de Lewy, sugere um motivo comum a interrelacionar estes factores. Dentro da DP hereditária, existe um grupo restrito cuja sintomatologia precoce e a ausência de Corpos de Lewy é denominada como Parkinsonismo Juvenil Autossómico Recessivo. Neste contexto, os estudos genéticos revelaram a presença de variadas mutações associadas ao gene da Parkina, uma proteína com 465 resíduos de aminoácidos com uma massa molecular aparente de 52 kDa. A sua função está relacionada com as vias de degradação de proteínas, sendo considerada um ligase entre a ubiquitina e a proteína alvo possuindo também um domínio N-terminal idêntico à ubiquitina, cuja função permanece desconhecida. Actualmente, os estudos in vitro desenvolvidos com a Parkina humana têm sido realizados exclusivamente com domínios desta, uma vez que a purificação da Parkina de forma integral tem-se revelado uma tarefa árdua. Esta dificuldade tem se observado devido à elevada complexicidade do processo de folding, uma vez que a proteína apresenta variados domínios e complexa com iões zinco. A Sinfilina-1, uma proteína de interacção da α-sinucleína, é um dos substratos ubiquitinados pela Parkina. Desde que foi descoberta, em 1999, têm sido desenvolvidos estudos que demonstram a existência de uma relação entre a Sinfilina-1 e a doença de Parkinson. No entanto, apesar de ainda não ser conhecido o seu papel na patologia está cientificamente aceite que a Sinfilina-1 é capaz de promover a formação de inclusões semelhantes a corpos de Lewy. O objectivo fundamental deste trabalho consistiu na expressão e purificação de duas proteínas de relevância para a doença de Parkinson: a Parkina e a Sinfilina-1. A expressão e a purificação destas proteínas potenciam estudos estruturais, estudos de folding e de estabilidade, bem como as alterações da interacção entre a Parkina, Sinfilina-1 e α-sinucleína. No presente estudo desenvolveu-se uma metodologia de purificação da Parkina e da Sinfilina-1, de forma integrada, com o objectivo de elucidar o envolvimento da Parkina na patogénese da Doença de Parkinson. Parkinson's Disease (PD) is the most common neurodegenerative disease after Alzheimer's disease and is associated with degeneration of dopamine neurons in the substantia nigra pars compacta (SNpc). In this disease, misfolding, unfolding and protein aggregation, together with a dysfunctional response to cell stress induced by the partially denatured species, could cause cell damage that, in turn, leads to degeneration of dopaminergic neurons. PD is primarily idiopathic, with the exception of a few individuals who are carriers of a mutated gene (<10% of cases of Parkinson's) or who were exposed to agents that induce Parkinsonism, such as MPTP. The etiology of PD results from the dynamic interplay of genetic and environmental factors in the accumulation of partially denatured, aggregated and ubiquitinated proteins in Lewy bodies, suggesting a common motif connecting these factors. Within hereditary PD, a small group, known as autosomal recessive juvenile Parkinsonism, is characterized by early symptoms and the absence of Lewy bodies. In this context, genetic studies revealed the presence of various gene mutations associated with Parkin gene, a protein with 465 amino acid residues with an apparent molecular mass of 52 kDa. Parkin plays a role in protein degradation, being considered an ubiquitin ligase and possesses an N-terminal domain similar to ubiquitin, whose function remains unknown. Currently, in vitro studies developed with human Parkin have been performed exclusively with protein domains, since the purification of complete Parkin has proved to be an arduous task. This difficulty has been observed due to the high complexity of folding, since the protein has different domains and complexes with zinc ions. Synphilin-1, an interaction protein of α-synuclein, is also a Parkin substrate. Since its discovery in 1999, studies have been developed that demonstrate the existence of a relationship between Synphilin-1 and Parkinson's disease. Although its contribution to the pathology is still unknown, it is scientifically accepted that Synphilin-1 can promote the formation of inclusions similar to Lewy bodies. The basic aim of this work consisted in the expression and purification of two proteins of relevance to Parkinson's disease: Synphilin-1 and Parkin. The expression and purification of these proteins potentiate structural, folding and stability studies, as well as modifications in the interaction between Parkin, Synphilin-1 and α-synuclein. In this study a methodology was developed for purification os Parkin and Synphilin-1, as well as protein with the aim of elucidating the involvement of Parkin in the pathogenesis of Parkinson´s disease in future studies.
