Estrutura oligomérica e dinâmica de Major Royal Jelly Protein 1 (MRJP1)/apisimina analisadas por espectrometria de massas e técnicas complementares

Abstract

Geleia Real (GR) dispara o desenvolvimento de larvas de abelhas fêmeas até rainhas. Este efeito tem sido atribuído à presença de Major Royal Jelly Protein 1 (MRJP1) presente na geleia real. MRJP1 isolada de GR está intimamente associada a apisimina, um peptídeo helicoidal com 54 resíduos de aminoácidos que promove uma associação não covalente de MRJP1 em oligômeros de diferentes tamanhos. Não existem dados de alta resolução disponíveis para essas estruturas e até mesmo sua estequiometria ainda não é clara. Nesta tese, examinamos a relação MRJP1/apisimina usando um arsenal de técnicas biofísicas. Também, investigamos o comportamento de MRJP1/apisimina em amostras após remoção de seus carboidratos e de apisimina associada. Nossos dados de espectrometria de massas (MS) nativos demonstraram que os complexos existem predominantemente numa estequiometria de MRJP14/apisimina4. Blue native PAGE demonstrou a prevalência de estruturas tetraméricas e monoméricas. Microscopia de força atômica demonstrou a presença de populações que puderam ser agrupadas em dois grandes grupos. Troca do hidrogênio por deutério (HDX) seguida de análises por espectrometria de massas revelaram que MRJP1, nesses complexos, é desordenada na extensão dos resíduos 20-265. Estruturas secundárias (provavelmente folhas beta antiparalelas) estáveis são encontradas marginalmente ao redor dos resíduos 266-432. Estas são regiões fracamente estruturadas com conformações que variam entre estruturada e desestruturada, gerando uma distribuição isotópica bimodal (EX1). Nós propomos que os complexos nativos (tetrâmeros) têm uma estrutura quaternária formada por “dímero de dímero”, onde as cadeias de MRJP1 são ligadas por apisimina. Especificamente, nossos dados sugerem que apisimina age como um ligante que forma contatos hidrofóbicos envolvendo o segmento 316VLFFGLV322 de MRJP1. Esta proteína tem dois sítios de glicosilação localizados nos resíduos de aminoácidos 144 e 177. Por 2DE podemos ver 9 proteoformas de MRJP1, mesmo após a remoção dos carboidratos. Deglicosilação produz grandes agregados solúveis, enfatizando o papel dos glicanos como inibidores de agregação. Amostras com apisimina parcialmente removida formam complexos diméricos com estequiometria (MRJP12/apisimina1). As informações produzidas neste trabalho podem contribuir para uma melhor compreensão da relação estrutura/função de MRJP1, que possui papéis únicos na biologia da abelha.