O Vírus da Imunodeficiência Humana do tipo I (HIV-1)

 MSc in Biochemistry Dissertation Project – 2nd Cycle Student´s Name: Student email address: No. Supervisor(s): Ana Luísa Carvalho e Benedita Pinheiro Supervisor(s) email address: [email protected] e [email protected] Lab/Institution: Lab Cristalografia de Proteínas, REQUIMTE-­‐FCT-­‐UNL Scientific area: Biologia Molecular e Estrutural TITLE: Expressão, purificação e caracterização estrutural de uma proteína do invólucro do vírus HIV-­‐2 BACKGROUND O Vírus da Imunodeficiência Humana do tipo I (HIV-1) é o mais estudado,
sendo a sua estrutura mais conhecida que a do vírus do tipo 2 HIV-2. O invólucro do
vírus HIV-1 é constituído por 3 cópias de uma glicoproteína com 120kDa (gp120)
ligada a três cópias da glicoproteína com 41kDa (gp41), formando um complexo
trimérico de glicoproteínas. Pouco se sabe sobre o invólucro do HIV-2 a nível
estrutural, mas vários estudos de antigenicidade, imunogenicidade e simulação em
computador parecem indicar a existência de diferenças estruturais significativas entre
os invólucros do HIV-1 e do HIV-2.
Recentemente, foi relacionada a proteção contra o HIV com a presença de
anticorpos contra estes vírus. Posteriormente foram identificados mais destes
anticorpos neutralizantes, o que gerou grande interesse na exploração dos epítopos
presentes no invólucro do vírus que levam à formação destes mesmos anticorpos.
Existe uma maior tolerância à infecção por HIV-2 resultante de uma maior produção
de anticorpos neutralizantes e as diferenças estruturais entre o HIV-1 e o HIV-2
poderão explicar as diferentes reacções imunitárias dos organismos infectados.
O invólucro é o principal alvo de acção dos anticorpos neutralizantes e
fundamental para a interação do vírus com as células. Para a produção de uma vacina
contra o vírus HIV torna-se importante o estudo da interação entre os anticorpos
neutralizantes e os seus respectivo epítopos. Desta forma, seria de todo o interesse
conhecer a estrutura atómica deste invólucro. Em 2011, foi obtida a estrutura de um
anticorpo, que neutraliza várias variantes do HIV-1, juntamente com uma pequena
parte do invólucro deste vírus.
OBJECTIVES O projecto proposto tem como objectivo a produção, por técnicas de biologia
molecular em sistemas recombinantes, de uma proteína modular presente no
invólucro (envelope) do vírus HIV-2, com vista à sua caracterização estrutural por
Cristalografia de Raios-X. As diferenças estruturais observadas por comparação
com os módulos correspondentes do HIV-1, permitirão explicar as diferenças na
resposta imunitária do organismo humano aos dois tipos de infecção viral.
1 MSc in Biochemistry Dissertation Project – 2nd Cycle PROJECT DESCRIPTION O
aluno abordará técnicas de expressão e purificação de proteínas recombinantes
e cristalização. O aluno inicialmente irá optimizar a expressão e purificação da
proteína.
De seguida, a pesquisa de condições de cristalização preliminares
implicará
a utilização de screenings de soluções, comerciais ou preparadas no
laboratório, e também do equipamento de preparação automática de condições
(um robot de cristalização). O aluno usará também métodos de cristalização
convencionais
como a técnica de difusão de vapor em gota suspensa. Se no
decurso do projecto obtiver cristais, o aluno prosseguirá para as tentativas de
resolução da estrutura por técnicas difracção de raios-X. Os cristais seleccionados
serão submetidos às experiências de difracção de raios-X e, após resolução da
estrutura tridimensional, utilizando software científico dedicado, o aluno procederá
à análise e interpretação dos mapas de densidade electrónica resultantes. 2