N Y TEKNOLOGI - GAMLE DEBATTER

Algumas doenças estão bem documentadas como relacionadas a mutações em genes que codificam PTPs. O gene PTPN11, que codifica a fosfatase SHP2, tem descritas várias mutações relacionadas às síndromes de Noonan e LEOPARD, causadas pelo mal funcionamento da SHP2. A síndrome de Noonan se caracteriza pela má formação do coração, baixa estatura, problemas de aprendizagem, peito escavado e coagulação inapropriada (CURCIC-STOJKOVIC et al., 1978), enquanto a síndrome de LEOPARD é caracterizada por manchas vermelhas na pele, anomalias cardíacas, alargamento ocular, estreitamento da artéria pulmonar, anomalias na genitália, crescimento retardado e surdez (GORLIN et al., 1969). Sendo este gene aquele com mais mutações deletérias descritas na literatura, as quais se distribuem em várias regiões diferentes da proteína codificada, ele torna-se um caso-teste ideal para ser estudado à luz da análise de acoplamentos estatísticos, verificando como os dados de conservação e correlação provenientes desta técnica podem estar relacionados a proteínas com função prejudicada.

As posições para as quais havia registro de mutações deletérias foram avaliadas de acordo com sua conservação posicional (observando as percentagens observadas para os aminoácidos presentes na proteína selvagem e na mutada), efeitos estruturais/funcionais (localização em posições essenciais para catálise ou para formação de elementos estruturais) e correlação com outras posições do alinhamento. Como esperado, a maioria das mutações observadas estão em regiões bem conservadas, nos motivos descritos para PTPs clássicas, tornando óbvias as razões para o mal funcionamento das proteínas resultantes, como se pode observar na tabela 4. Apesar disso, alguns casos não são descritos como mera violação de uma restrição de conservação numa dada posição.

Um caso interessante são as mutações na posição N308 da SHP-2: este resíduo é parte de um motivo no núcleo estrutural da proteína e é altamente conservado, com asparaginas e serinas presentes cada uma em 46% das seqüências. A ocorrência do fenótipo da síndrome de Noonan, portanto, poderia ser explicado pelo rompimento deste núcleo estrutural, exceto pelo fato de que o fenótipo está presente não apenas nas mutações N308D e N308T, mas também em N308S, que está de acordo com o motivo conservado. Porém, a análise de acoplamentos estatísticos mostra que a escolha entre asparaginas e serinas não é totalmente independente de outras posições. Quando os efeitos das perturbações altamente correlacionadas a essa posição e presentes em SHP2 são avaliados, verifica-se que eles aumentam a preferência por asparaginas nesta posição. A posição 518, por exemplo, não é parte de nenhum motivo conservado, mas a presença de uma isoleucina nesta posição (o que ocorre em SHP2) aumenta a freqüência de asparaginas na posição 308 de 46% a 65%.

Caso semelhante ocorre na posição M508V, também relacionada à síndrome de Noonan. Esta posição apresenta conservação moderada, com 48% de metioninas. Porém, a preferência por metioninas nesta posição aumenta quando uma alanina está presente na posição 283 (67%), uma tirosina na posição 327 (59%) e uma valina na posição 509 (65%), todas elas presentes em SHP2.

Na posição 282, há moderada preferência por isoleucinas (44%) e valinas (36%), o que sugeriria que a mutação I282V não seria incompatível com o padrão de conservação nesta posição. Porém, esta posição está altamente correlacionada com a presença de uma leucina na posição 283,

uma tirosina na posição 327 e uma valina na posição 509, cada uma elevando a preferência por isoleucinas na posição 282 para 56%, 53% e 53%, respectivamente, e todas elas presentes em SHP-2.

Apenas as posições 411 e 506 apresentam mutações relacionadas às síndromes de Noonan e Leopard que não podem ser associadas à modificação de um resíduo com alta conservação, uma posição correlacionada a resíduos específicos presentes em SHP2 ou uma mutação que teria efeito claro na estrutura ou função da proteína (caso da mutação G507R, em que uma glicina próxima do sítio ativo é trocada por um resíduo volumoso e carregado, ou mutações no resíduo P495, que inicia uma -hélice).

Um sumário das mutações deletérias no domínio catalítico da SHP2 e sua relação com conservação posicional, correlação inter-posicional ou importância estrutural/funcional encontra-se na tabela 4.

Tabela 4 - Um sumário das mutações em SHP2 que causam as síndromes de Noonan e LEOPARD. A interpretação dos motivos da inviabilidade destas proteínas através dos dados de análise de acoplamentos estatísticos ou de informações estruturais/funcionais é apresentada, assim como as referências em que tais mutações foram primeiramente descritas.

Mutação Síndrome Detalhes Referência

Y279S LEOPARD Loop de reconhecimento de tirosina fosfatada (SARKOZY et al.,

2004)

Y279C Noonan (TARTAGLIA et al.,

2002)

I282V Noonan Dominada por I and V. Correlacionada a outros

resíduos em SHP-2. (TARTAGLIA et al., 2001)

F285L Noonan Dominada por resíduos fenólicos (TARTAGLIA et al.,

2002)

F285S Noonan (TARTAGLIA et al.,

2002)

F285C Noonan (TARTAGLIA et al.,

2006)

N308D Noonan Núcleo estrutural, estritamente N ou S.

Correlacionada a outros resíduos em SHP-2.

(TARTAGLIA et al., 2001)

N308T Noonan (ZENKER et al., 2004)

N308S Noonan (TARTAGLIA et al.,

2002)

I309V Noonan Dominada por resíduos fenólicos. (TARTAGLIA et al.,

2002)

T411M Noonan Não conservada, não correlacionada. (BERTOLA et al., 2004)

A465T LEOPARD Alanina conservada no loop catalítico. (YOSHIDA et al., 2004)

G468A LEOPARD Glicina conservada no loop catalítico. (SARKOZY et al.,

2004)

T472M LEOPARD Subseqüente ao loop catalítico, dominada por T. (DIGILIO et al., 2002)

P495L Noonan Inicia uma -hélice. (BINDER et al., 2005)

P495S Noonan (ZENKER et al., 2004)

R502L LEOPARD 90% de conservação, faz ligação de hidrogênio

com o motivo CX5R.

(SARKOZY et al.,

2004)

R502W LEOPARD (SARKOZY et al.,

2004)

R505K Noonan 95% de conservação, responsável por diminuir o

pKa da cisteína catalítica. (TARTAGLIA et al., 2002)

S506T Noonan Não conservada, não correlacionada. (MAHESHWARI et al.,

2002)

S506A Noonan (KRATZ et al., 2005)

S506L Noonan (BERTOLA et al., 2006)

G507R Noonan Próxima à cisteína catalítica (TARTAGLIA et al.,

2006)

M508V Noonan Moderadamente conservada, correlacionada a

outros resíduos em SHP-2. (TARTAGLIA et al., 2001)

Q510P LEOPARD Glutamina que posiciona uma molécula de água

no sítio ativo. (CONTI et al., 2003)

Q514E Noonan Parte do Q-loop (TAKAHASHI et al.,

2005)

Q514P LEOPARD (KEREN et al., 2004)