Septinas são GTPases do citoesqueleto capazes de se associar na forma de heterocomplexos, geralmente hexâmeros ou octâmeros, que polimerizam em filamentos que subsequentemente se organizam em estruturas mais complexas como anéis e redes. Elas estão envolvidas em uma série de importantes processos intracelulares incluindo divisão celular, tráfego de vesículas, exocitose, entre outros. Em humanos, alterações no padrão de expressão dessas proteínas ou a presença de mutações estão relacionadas a doenças, como alguns tipos de câncer e desordens neurológicas como as doenças de Parkinson e Alzheimer. Entretanto, alguns aspectos mecânicos dessas proteínas ainda não são totalmente compreendidos, incluindo a forma como os heterocomplexos se agrupam corretamente. Neste trabalho, foi possível estudar os complexos de septinas humanas e do urocordado C. intestinalis usando microscopia eletrônica de transmissão. Para ambos, a ordem dos complexos hexaméricos (compostos pelas septinas 2, 6 e 7) foi determinada, concluindo que a SEPT2 dos dois organismos está localizada na extremidade do complexo (2-6-7-7-6-2). Especificamente para o complexo humano, esse resultado comprova que a ordem do hexâmero anteriormente aceita na literatura estava invertida, e a correção dessa informação possibilitou a correlação do complexo humano com complexos de outros organismos, além de explicar como os hexâmeros e octâmeros podem compor o mesmo filamento. Para obter detalhes estruturais dos complexos, as estruturas dos dois hexâmeros foram resolvidas por Crio-ME, com resolução de 3.6 Å para o complexo humano e 3.3 Å para o complexo de C. intestinalis. A análise da estrutura do complexo humano permitiu a compreensão dos detalhes moleculares da interface formada entre SEPT6 e SEPT7 com uma maior resolução comparada à estrutura cristalográfica precedente. A interface NC apresenta uma cavidade que é fechada em sua base através das hélices α0 das duas subunidades, que incluem uma região polibásica. Elas são mantidas enterradas no interior da interface através da interação desses resíduos básicos com o cotovelo formado entre as hélices α5 e α6 da subunidade vizinha. A observação do espaço deixado pela cavidade e dos resíduos importantes para estabilizar a hélice α0 em sua posição auxiliam na compreensão de como a interface NC é capaz de sofrer uma mudança conformacional. Adicionalmente, foi possível observar uma flexibilidade do complexo como um todo em uma direção específica, que pode estar relacionada com a maneira que os complexos de septinas interagem com membrana. No caso de C. intestinalis, a informação estrutural das três septinas presentes no complexo são inéditas e mostra que a estrutura das septinas e a maneira com que elas interagem a nível molecular são evolutivamente conservadas.

Septins are cytoskeletal GTPases capable of associating to form heterocomplexes, usually hexamers or octamers, which polymerize into filaments that subsequently organize into more complex structures such as rings and networks. They are involved in a number of important intracellular processes including cell division, vesicle trafficking, exocytosis, among others. In humans, changes in the expression pattern of these proteins or the presence of mutations are related to diseases, such as some types of cancer and neurological disorders such as Parkinson's and Alzheimer's diseases. However, some mechanical aspects of these proteins are still not fully understood, including how heterocomplexes assemble correctly. In this work, the complexes of human and urochordate C. intestinalis septins were studied using transmission electron microscopy. For both, the order of the hexameric complexes (composed of septins 2, 6 and 7) was determined, concluding that the SEPT2 of both organisms is located at the end of the complex (2-6-7-7-6-2). Specifically for the human complex, this result proves that the order of the hexamer previously accepted in the literature was inverted, and the correction of this information made it possible to correlate the human complex with complexes from other organisms, in addition to explaining how hexamers and octamers can be part of the same filament. To obtain structural details of the complexes, the structures of the two hexamers were solved by Cryo-EM, with a resolution of 3.6 Å for the human complex and 3.3 Å for the C. intestinalis complex. The structural analysis of the human complex allowed the understanding of the molecular details of the interface formed between SEPT6 and SEPT7 with a higher resolution compared to the previous crystallographic structure. The NC interface features a cavity that is closed at its base by the α0 helices of the two subunits, which include a polybasic region. They are kept buried within the interface through the interaction of these basic residues with the elbow formed between the α5 and α6 helices of the neighboring subunit. Observing the space left by the cavity and the important residues to stabilize the α0 helix in its position help to understand how the NC interface is capable of undergoing a conformational change. Additionally, it was possible to observe a flexibility of the complex as a whole in a specific direction, which may be related to the way that the septin complexes interact with membranes. In the case of C. intestinalis, the structural information of the three septins present in the complex is unprecedented and shows that the structure of the septins and the way they interact at the molecular level are evolutionarily conserved.