As septinas são proteínas conhecidas originalmente por atuarem na formação do septo durante brotamento em Saccharomyces cerevisiae. Foram descritos em fungos e animais, e ausentes em plantas e bactéria. Apresentam como principais características um domínio conservado de ligação aos nucleotídeos de guanina (GTP/GDP) e a formação de filamentos oligoméricos, que são estruturas altamente organizadas. Para os estudos de septinas deste trabalho foi escolhido como organismo modelo Drosophila melanogaster, ou mosca-da-fruta, um organismo modelo representante da classe dos insetos. Esta espécie possui cinco genes codificantes às septinas Sep1, Sep2, Sep4, Sep5 e Pnut e filamentos se formam a partir da polimerização de hexâmeros lineares, sendo que o mais bem caraterizado tem a seguinte organização Sep1-Sep2-Pnut-Pnut- Sep2-Sep1. Apesar do conhecimento dos genes relativos às septinas de Drosophila melanogaster, ainda há carência de informações estruturais que permitiriam compreender a montagem do hexâmero da forma correta. Neste estudo foram investigados parâmetros biofísicos e estruturais destas septinas em solução, bem como avaliada a formação de complexos diméricos e o hexâmero formado por um representante de cada grupo. Foi determinada a estrutura do heterodímero Sep1(G).Sep2(G) por difração de raios-X com resolução de 2,4 Å, sendo este o primeiro resultado experimental com informações estruturais para septinas desta espécie. Além disto, foram realizadas modelagens computacionais por homologia, dinâmica molecular e experimentos de Adaptive Steered Molecular Dynamics (ASMD) a fim de investigar os aminoácidos fundamentais para estabilizar as interações entre subunidades essenciais para a polimerização e por consequência, suas funções celulares. Mutagênese sítio-dirigida foi usada para testar hipóteses que surgiram a partir da modelagem e serviu para demonstrar uma diferença estrutural importante na interface central do hexâmero quando comparado com o complexo humano equivalente.

Septins are proteins originally known to act in septum formation during budding in Saccharomyces cerevisiae. They have been described in fungi and animals, and absent in plants and bacteria. Their main characteristics are a conserved guanine nucleotide binding domain (GTP/GDP) and the formation of oligomeric filaments, which are highly organized structures. For the septins of interest in the present study, Drosophila melanogaster, or fruit fly, a model organism representing the insect class, was chosen as the model organism. This species has five genes encoding septins Sep1, Sep2, Sep4, Sep5 and Pnut and filaments are formed from the polymerization of linear hexamers, the best characterized having the following organization Sep1-Sep2-Pnut-Pnut-Sep2-Sep1. Despite the knowledge of the genes related to Drosophila melanogaster septins, there is still a lack of structural information that would allow us to understand the hexamer assembly correctly. In this study, biophysical and structural parameters of these septins in solution were investigated, as well as the formation of dimeric complexes and the hexamer formed by a representative of each group. The structure of the Sep1(G).Sep2(G) heterodimer was determined by X-ray diffraction with a resolution of 2.4 Å,, which is the first experimental result with structural information for septins of this species. Furthermore, computational modeling by homology, molecular dynamics and Adaptive Steered Molecular Dynamics (ASMD) experiments were carried out in order to investigate important amino acid residues which stabilize the interactions between subunits for polymerization and, consequently, their cellular functions. Site-directed mutagenesis was used to test hypotheses that emerged from the modeling and served to demonstrate an important structural difference at the central hexamer interface when compared to the equivalent human complex.