Fernando de Castro Reinach

O objetivo de nosso laboratório é descrever as alterações estruturais que ocorrem no filamento fino de músculo esquelético quando o cálcio se liga à troponina C. Utilizamos técnicas de Biologia Molecular para produzir mutações nas proteínas que compõem o sistema regulador presente nesse filamento e analisamos suas funções in vitro e in vivo.
O filamento fino de músculo esquelético é uma estrutura supra-macromolecular capaz de amplificar e transmitir o sinal de ligação do cálcio. A ligação de cálcio à troponina C ativa sete moléculas de actina, sendo que a mais distante se localiza a 200Â da troponina C. A informação é transmitida da troponina C para os outros componentes da troponina (troponina T e troponina I), em seguida para a tropomiosina e finalmente para as sete actinas que fazem contato com a tropomiosina. Este sistema regulatório é capaz de ativar a contração muscular 200 milisegundos após o aumento do cálcio intracelular.
Este “interruptor molecular” que oscila entre um “on state” (cálcio ligado) e um “off state” (cálcio desligado), apresenta um alto grau de acoplamento entre a ligação do cálcio e a interação actina-miosina. Quando o cálcio está ligado, a afinidade da actina pela miosina aumenta e, quando aumentamos a afinidade da actina pela miosina, a finidade da troponina C pelo cálcio também aumenta. Existe portanto um acoplamento físico e energético entre estes dois fenômenos. Com base nesta observação, demonstramos que mutações capazes de deslocar o equilíbrio entre o “on”e “off states” do complexo podem ser usados para definir os aminoácidos de cada subunidade proteica envolvidos na transmissão da informação.