Resumo
O cádmio é um metal pesado com propriedades tóxicas e
carcinogênicas. A toxicidade deste metal pode ser resultado da sua
habilidade de (i) formar complexos com a glutationa, gerando aumento do
estresse oxidativo, (ii) competir com o zinco por sítios de ligação em
proteínas, (iii) causar quebras de fita simples no DNA e (iv) inibir a
via associada ao reparo de erros no emparelhamento de bases do DNA. A
absorção de cádmio para o interior celular pode ser feita por proteínas
que transportam metais essenciais como zinco, cálcio, manganês e ferro,
tal como a proteína Zrt1 de leveduras (transportador de alta afinidade
para zinco). Em Saccharomyces cerevisiae, o mecanismo de desintoxicação
de cádmio mais conhecido envolve a conjugação do metal com glutationa,
formandos complexos Cd.[GS]2, que são transportados para o interior do
vacúolo pela proteína Ycf1. Além disso, sabe-se que alguns poucos metais
essenciais são capazes de reduzir a toxicidade do cádmio. O objetivo do
presente estudo foi verificar o efeito protetor de íons de magnésio e
cálcio contra os danos causados pelo cádmio em linhagens de S.
cerevisiae mutantes para proteínas envolvidas com a homeostase de cádmio
(gsh1 , ycf1 e zrt1 ). Além disso, foi avaliado o envolvimento de
proteínas transportadoras de cálcio presentes no complexo de Golgi e
vacúolo (Pmr1p e Pmc1p, respectivamente) com a desintoxicação de cádmio
por vesículas da via secretória de S. cerevisiae. Os resultados
demonstram que, tanto na linhagem selvagem quanto nas mutantes gsh1 ,
ycf1 e zrt , a presença de íons de cálcio ou magnésio é capaz de
proteger as células contra os efeitos tóxicos do cádmio. Essa proteção
está associada a uma redução do conteúdo intracelular de cádmio que
ocorre nos tratamentos simultâneos com magnésio e cálcio. Em relação aos
transportadores de cálcio, foi possível observar que a linhagem pmc1
não é sensível à cádmio enquanto que a linhagem pmr1 é altamente
sensível a presença do metal. Para confirmar o envolvimento da proteína
Pmr1 com a desintoxicação de cádmio, a linhagem pmr1. foi submetida a um
ensaio de complementação fenotípica utilizando-se um vetor centromérico
contendo o gene PMR1. Os resultados deste ensaio confirmaram que o
fenótipo de sensibilidade a cádmio da linhagem pmr1. pode ser revertido
pela presença de uma cópia funcional do gene PMR1. Adicionalmente, os
resultados utilizando PIXE (Particle Induced X- Ray Emission) para
quantificar o conteúdo intracelular de cádmio mostraram que na pmr1. o
acúmulo intracelular de íons Cd2+ é três vezes maior doque na linhagem
selvagem e na linhagem pmr1. contendo o vetor com o gene PMR1 funcional.
A proteína Pmr1 é responsável pelo acúmulo de cálcio em vesículas do
complexo de Golgi, as quais podem ser destinadas para a via secretória
de S. cerevisae. Considerando os resultados obtidos neste trabalho e a
similaridade entre os íons Ca2+ e Cd2+ em termos de raio atômico, é
possível inferir que o cádmio, assim como o cálcio, pode ser bombeado
para o interior do Golgi pela Pmr1p e posteriormente transportado pela
via secretória. Sendo assim, este trabalho descreve desintoxicação de
cádmio envolvendo a eliminação do metal pela via secretória de S.
cerevisiae.
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