Caracterização funcional da E3 ubiquitina ligase LinfCRL1 de Leishmania infantum

dc.contributor.advisor1Teixeira, Felipe Roberti
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3568850159381693por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0251-2686por
dc.contributor.authorAlves, Ellen Gomes
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3265761688273440por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-6184-5571por
dc.date.accessioned2025-01-08T11:27:48Z
dc.date.available2025-01-08T11:27:48Z
dc.date.issued2024-11-28
dc.description.abstractCRL-type E3 ubiquitin ligases are enzymatic complexes composed of four main proteins: SKP1, CUL1, RBX1, and an F-box protein, which binds to SKP1 through its F-box domain, recruiting substrates for ubiquitination. The ubiquitination process occurs in multiple steps and is highly regulated, involving three essential enzymes: E1 (ubiquitin-activating enzyme), E2 (ubiquitin-conjugating enzyme), and E3 (ubiquitin ligases), which play a crucial role in recognizing and transferring ubiquitin to the target protein. This process ensures the regulation of target protein function and fate, directing them to the proteasome for degradation or modulating their functions. CRLs are the most studied class of E3 ligases in eukaryotes and are responsible for regulating various processes, including the cell cycle. In Leishmania parasites, this class of enzymes has not yet been described. In this study, we identified orthologous genes to human CRLs in L. infantum, showing conservation of interaction regions between the complex proteins. We generated knockout strains of L. infantum for the genes LINF_110018100 (LinfSKP1), LINF_21000530 (LinfRBX1), and LINF_240029100 (LinfCUL1) using the CRISPR-Cas9 system. The knockout of LinfCUL1 resulted in a viable strain but showed impaired promastigote proliferation and led to an accumulation of cells in the late S phase of the cell cycle, as evidenced by flow cytometry and EdU assays. Furthermore, LinfCUL1 knockout induced rosette formation in cell culture and significantly interfered with promastigote infectivity. Additionally, knockouts of LinfSKP1 and LinfRBX1 resulted in non-viable parasites, suggesting that these genes are potentially essential for the parasite. The add-back strain of LinfCUL1 restored the wild-type phenotype in terms of promastigote proliferation, which did not occur when a mutant LinfCUL1 (LinfCul1 DN), incapable of forming the LinfCRL1 complex, was used, confirming that the knockout effect is related to the function of the LinfCRL1 complex. Our results indicate that CRL genes are associated with cell cycle regulation, viability, and infectivity in L. infantum.eng
dc.description.resumoEnzimas E3 ubiquitina -ligases do tipo CRL1s são um complexo enzimático composto por quatro proteínas principais: SKP1, CUL1, RBX1 e uma proteína F-box, que se liga à SKP1 através de seu domínio F-box, recrutando substratos para a ubiquitinação. O processo de ubiquitinação ocorre em várias etapas e é altamente regulado, envolvendo três enzimas essenciais: E1 (enzima ativadora de ubiquitina), E2 (enzima conjugadora de ubiquitina) e E3 (ligases de ubiquitina), que desempenham um papel crucial no reconhecimento e na transferência de ubiquitina para a proteína-alvo. Esse processo garante a regulação da função e o destino das proteínas-alvo, direcionando-as para o proteassoma para degradação ou modulando suas funções. As CRL1s são a classe mais estudada de E3 ligases em eucariotos, sendo responsável pela regulação de vários processos incluindo o ciclo celular. Em parasitas Leishmania, esta classe de enzimas ainda não havia sido descrita. Neste estudo, identificamos genes ortólogos aos de CRL1s de H. sapiens em L. infantum, mostrando conservação das regiões de interação entre as proteínas do complexo. Geramos linhagens nocaute de L. infantum para os genes LINF_110018100 (LinfSKP1), LINF_21000530 (LinfRBX1) e LINF_240029100 (LinfCUL1) utilizando o sistema CRISPR-Cas9. O nocaute de LinfCUL1 resultou em uma linhagem viável, mas com comprometimento da proliferação de promastigotas e causou um acúmulo de células na fase S final do ciclo celular, como evidenciado por ensaios de citometria de fluxo e EdU. Além disso, o nocaute de LinfCUL1 induziu a formação de rosetas na cultura celular e interferiu significativamente na infectividade dos promastigotas. Adicionalmente, nocautes de LinfSKP1 e LinfRBX1 resultaram em parasitas inviáveis, sugerindo que esses genes são potencialmente essenciais para o parasita. A expressão do gene LinfCUL1 na linhagem Δcul1 restaurou o fenótipo do tipo selvagem quanto a proliferação de promastigotas, o que não ocorreu quando um mutante de LinfCUL1 (LinfCul1 DN) incapaz de formar o complexo LinfCRL1, foi utilizado, confirmando que o efeito do nocaute está relacionado à função do complexo LinfCRL1. Nossos resultados indicam que o gene LinfCUL1 está associado à regulação do ciclo celular, viabilidade e infectividade de L. infantum.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipId88887.799032/2022-00por
dc.identifier.citationALVES, Ellen Gomes. Caracterização funcional da E3 ubiquitina ligase LinfCRL1 de Leishmania infantum. 2024. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21187.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21187
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectLeishmania infantumpor
dc.subjectCRISPR-Cas9por
dc.subjectCullin-RING ligaseseng
dc.subjectCulina-RBX ligasespor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOFISICA::BIOFISICA MOLECULARpor
dc.titleCaracterização funcional da E3 ubiquitina ligase LinfCRL1 de Leishmania infantumpor
dc.title.alternativeFunctional characterization of Cullin-1-RING ubiquitin ligase (CRL1) complex in Leishmania infantumeng
dc.typeDissertaçãopor

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Dissertação de Mestrado - Ellen Gomes Alves