Proteostase e Desenvolvimento Terapêutico

ECTS

4

Objetivos

O misfolding proteico é presentemente associado a um número cada vez mais alargado e diversificado de patologias graves (ex: doenças neurodegenerativas e casos específicos de cancro hereditário) impulsionando o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas que têm como objetivo a modulação da função de uma proteína alvo misfolded atuando na sua proteostase. Nesta perspetiva a UC tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre os mecanismos moleculares subjacentes a alterações da proteostase e das estratégias experimentais para identificação de alvos terapêuticos e de moléculas com potencial efeito terapêutico. Numa vertente teórica, teórico-prática e laboratorial, os alunos irão adquirir competências que lhes permitirão: Identificar os sistemas de controlo de qualidade proteica intracelular; Compreender as consequências patogénicas do misfolding proteico; Reconhecer se as proteínas em estudo e as vias da proteostase são potenciais alvos terapêuticos; Saber aplicar novas tecnologias e organismos-modelo ao estudo das vias envolvidas na manutenção de um proteoma saudável; Saber definir estratégias para identificação de moléculas com potencial terapêutico (modulação farmacológica da proteostase); Aprender a manipular equipamento científico e software especializado; Saber analisar e apresentar dados experimentais.

Conteúdos Programáticos

Ensino Teórico

Proteínas: Estrutura e Função (Organização estrutural e forças estabilizadoras; Modificações pós-tradução; Folding in vitro - bases termodinâmicos e cinéticas; modelos de folding); Biossíntese e Processamento Proteico (Folding in vitro/in vivo; O ribosoma; Folding Co- e pós-tradução; Folding nos diferentes compartimentos celulares; O sistema de chaperones moleculares e de co-chaperones); Vias de Degradação Proteica (Tempo de semi-vida; Os N-degrons; Sistemas Ubiquitina-Proteassoma e Autofagia-Lisossomal; Degradação nos diversos compartimentos celulares); Sistemas de resposta ao stress proteotóxico (UPR e HSR); Doenças Conformacionais (Loss-of-function e gain-of-function; Doenças genéticas e mutações missense; Pequenas moléculas moduladoras do folding intracelular - chaperones farmacológicos e reguladores da proteostase); Medicamentos Órfãos (Doenças raras; Designação de medicamento órfão; Regulamentos e incentivos; Comité dos medicamentos órfão; Exemplos de medicamentos órfãos).

Ensino Prático

Sistemas de expressão e purificação proteica (Sistemas procariotas e eucariotas; Péptidos e proteínas de fusão; Sistemas de co-expressão; Métodos de purificação); Ferramentas laboratoriais para caracterização estrutural e funcional de proteínas - Métodos in vitro (Técnicas não-espectroscópicas; Técnicas espectroscópicas, Avaliação da atividade biológica Ensaios de binding; Ensaios de estabilidade proteica) e Métodos in cellulo (Ensaios de pulse-chase; Co-imunoprecipitação; Ensaios de BRET); Aproximações experimentais para identificação de chaperones farmacológicos e de reguladores da proteostase (Plataformas de High-Throughput Screening; Bibliotecas de compostos; Pesquisa de compostos (random/oriented; in vitro/in cellulo); Ferramentas bioinformáticas para o estudo de proteínas (Bases de dados; Programas de comparação de informação biológica; Ferramentas bioinformáticas para previsão de alterações da estabilidade proteica (DG); Programas para visualização de moléculas).

Ensino Laboratorial

Expressão e purificação de uma proteína eucariota na forma selvagem (WT) e de uma variante patogénica (Transformação de células competentes; Preparação de Overnight; Lise Celular; Purificação das proteínas recombinantes por cromatografia de afinidade e de exclusão molecular; Determinação do rendimento das proteínas purificadas); Caracterização funcional das proteínas recombinantes WT e variante patogénica (Determinação da atividade enzimática e parâmetros cinéticos; Ensaios de inativação térmica); Caracterização estrutural das proteínas recombinantes (Grau de pureza; Estrutura quaternária; Proteólise limitada (estrutura terciária); Estabilidade térmica); Identificação de moléculas estabilizadoras do folding proteico (DSF: Differential scanning Fluorimetry).

 

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