62ª Reunião Anual da SBPC

C. Ciências Biológicas - 8. Genética - 5. Genética Vegetal

ANÁLISES in silico DE SEQUÊNCIAS PROTÉICAS DE DEFENSINAS DAS FAMÍLIAS FABACEAE, SOLANACEAE, BRASSICACEAE E POACEAE.

Ricardo Luiz Alves dos Santos 1 Igor Cavalcanti de Oliveira 1 Manassés Daniel da Silva 1 Carolina Neves Correia 1 Ana Maria Benko-Iseppon 1 Éderson Akio Kido 1

1. Depto. de Genética, Universidade Federal de Pernambuco - UFPE

INTRODUÇÃO:

As defensinas formam uma classe de pequenos peptídeos (45-54 aminoácidos), com carga básica e arranjo consenso de oito cisteínas (domínio gama-tionina), e que apresentam atividade antimicrobiana associada ou não com atividade inseticida, inibindo enzimas como α-amilase ou protease. As defensinas são homólogas em diversos reinos e estruturalmente similares em plantas, invertebrados e mamíferos. A grande disponibilidade de seqüências de defensinas em bancos público (GenBank) e o uso de ferramentas computacionais poderiam auxiliar na verificação do grau de conservação nas principais famílias botânicas de espécies cultivadas no Brasil, com vistas ao conhecimento da diversidade e identificação de novas sequências, visando uso futuro no melhoramento vegetal ou mesmo no desenvolvimento de novos produtos. A manipulação dessas sequências é relatada na literatura especializada podendo ocasionar a potencialização ou maior abrangência de efeitos, a partir da combinação de diferentes defensinas ou modificação da composição primária. Este trabalho teve como objetivo identificar sequências similares as defensinas vegetais nas famílias Fabaceae, Solanaceae, Brassicaceae e Poaceae, disponíveis no GenBank, e avaliar via alinhamentos múltiplos, o grau de conservação destas sequências.

METODOLOGIA:

A estratégia de busca para sequências descritas como defensinas ou portadoras do domínio gama-tionina foi feita através de palavras-chaves ("defensin and viridiplantae" e "gamma-thionin and viridiplantae"), na base de dados GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Sequências identificadas foram selecionadas considerando um tamanho mínimo de 45 aminoácidos, presença de domínio gama-tionina e família botânica (Fabaceae, Solanaceae, Brassicaceae e Poaceae). Sequências selecionadas de cada espécie foram submetidas ao alinhamento múltiplo (programa ClustalX), com posterior geração de dendrograma, sendo os agrupamentos testados via bootstrap (10.000). Sequências de cada agrupamento gerado para cada espécie foram alinhadas duas a duas para retirada de sequências redundantes na espécie (iguais ou mínimo de 90% de identidade). Sequências restantes foram analisadas quanto à presença total ou parcial de peptídeo sinal, peptídeo maduro e prodomínio. Sequências representantes dos grupamentos observados para cada espécie foram alinhadas (via ClustalX) por família botânica. Dendrograma geral envolvendo representantes das diversas espécies e família também foi gerado usando mesma metodologia.

RESULTADOS:

As buscas resultaram em 1.242 sequências protéicas, sendo que 69 sequências da família Fabaceae, 44 da Solanaceae, 106 da Brassicaceae e 157 da Poaceae apresentaram tamanho mínimo e presença do domínio gama-tionina. Alinhamentos múltiplos com sequências representativas do(s) agrupamento(s) observado(s) em cada espécie permitiram alinhar 34 sequências da família Fabaceae (19 espécies), 28 da Solanaceae (15), 31 da Brassicaceae (15) e 57 da Poaceae (10). Além das oito cisteínas, cinco a seis resíduos foram conservados em suas posições, em cada família, mas somente duas glicinas e um resíduo aromático, nas quatro famílias. Particularidades foram observadas nos dendrogramas. Na família Fabaceae, defensinas de espécies distintas com 100% de identidade foram vistas nos dois grandes grupos. Na família Solanaceae, um grupo formou-se com seqüências com peptídeo sinal e maduro e outro grupo com prodomínio, peptídeo sinal e maduro. Na família Brassicaceae, um grupo com 3 espécies e outro com 13 foram gerados. Na família Poaceae foram cinco grandes grupos. Nestes grupos observou-se grande proximidade entre Zea mays e Sorghum bicolor, com respectivas sequências formando pares. Em dendrograma geral, a família Fabaceae formou grupo distinto das demais famílias, as quais constituíram mesmo grupo.

CONCLUSÃO:

No peptídeo maduro de defensinas vegetais poucos aminoácidos se mostraram conservados em suas posições, além do consenso de oito cisteínas. No peptídeo sinal houve predominância de aminoácidos de características ácidas e principalmente hidrofóbicas. Prodomínio somente foi observado em sequências da família Solanaceae. Defensinas das famílias Brassicaceae, Solanaceae e Poaceae apresentaram maior grau de similaridade entre suas sequências, sendo sequências da família Fabaceae mais similares entre si e mais divergente das demais.

Palavras-chave: Dendrograma, Filogenia, Defensinas vegetais.