IDRs definem funções distintas de proteínas SCAR em plantas

A complexidade do desenvolvimento vegetal depende da organização dinâmica do citoesqueleto de actina. Em leguminosas, como Medicago truncatula, proteínas SCAR/WAVE desempenham papel central nesse processo. Um novo mostra que pequenas variações em regiões estruturalmente desordenadas dessas proteínas explicam funções distintas em diferentes tecidos e espécies.

Pesquisadores investigaram duas proteínas SCAR intimamente relacionadas: MtAPI e MtHAPI1. Ambas compartilham origem filogenética e domínios conservados. Apesar disso, apresentam funcionalidades não intercambiáveis.

MtAPI é essencial para o crescimento de pelos radiculares em M. truncatula, enquanto MtHAPI1 atua no desenvolvimento de tricomas em Arabidopsis thaliana.

A equipe usou uma abordagem sistemática com proteínas quiméricas. Ao trocar regiões específicas entre MtAPI e MtHAPI1, descobriram que duas regiões centrais desordenadas — identificadas como IDRs (intrinsically disordered regions) — determinam a função específica de cada proteína.

Essas regiões não seguem uma estrutura tridimensional fixa, mas exercem influência sobre a estabilidade e a localização celular das proteínas.

Em A. thaliana, a presença de um segmento de 42 aminoácidos dentro de uma dessas IDRs causou a degradação da proteína MtAPI, impedindo sua ação no desenvolvimento de tricomas. Removido esse segmento, a proteína recuperou funcionalidade.

Ensaios adicionais mostraram que esse efeito ocorre também em Nicotiana benthamiana. A introdução do segmento de 42 aminoácidos reduziu drasticamente a fluorescência de proteínas marcadas, indicando menor estabilidade proteica.

Curiosamente, mutações em possíveis locais de fosforilação e ubiquitinação dentro desse segmento não restauraram a estabilidade. O mecanismo exato ainda não foi elucidado.

Esse tipo de controle pós-traducional, via degradação seletiva mediada por IDRs, aponta para um nível adicional de regulação funcional em proteínas do citoesqueleto vegetal. Em vez de depender apenas de domínios catalíticos conservados, a especificidade funcional pode residir em regiões estruturalmente flexíveis.

A constatação de que IDRs determinam a funcionalidade de proteínas SCAR amplia a compreensão sobre como plantas regulam crescimento celular em tecidos distintos.

A diversidade de funções entre paralogos como MtAPI e MtHAPI1 pode ser explicada por diferenças nessas regiões variáveis.

Apesar das limitações na detecção direta de proteínas SCAR em extratos totais — possivelmente por sua baixa abundância — os experimentos com fusões fluorescentes e plantas transgênicas forneceram evidências consistentes da influência dessas regiões.

Mais informações em doi.org/10.1126/sciadv.adt6107