Reunião Regional da SBPC no Recôncavo da Bahia

C. Ciências Biológicas - 8. Genética - 2. Genética de Microorganismos

Alinhamento estrutural e filogenia molecular da proteína prnB

Thatyane Nunes Barrteo Lima 1 Phellippe Arthur Santos Marbach 2

1. Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas - UFRB. 2. Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas - UFRB – Orientador.

INTRODUÇÃO:

A pirrolnitrina é um antibiótico produzido por vários gêneros de bactérias incluindo Pseudomonas, Burkholderia, Enterobacter, Serratia e Myxococcus que colonizam as raízes de plantas e produzem antibióticos que restringem a atividade de fitopatógenos e/ou microrganismos deletérios. O interesse por estas bactérias é crescente devido à grande demanda por tecnologias limpas que viabilizem a agricultura sustentável. A biossíntese de pirrolnitrina foi elucidada em Pseudomonas fluorescens BL915. De acordo com tais estudos a síntese deste antibiótico é realizada por quatro enzimas, produtos dos genes prnA, prnB, prnC e prnD. Conforme resultados de análises genômicas prévias, a distribuição do gene prnB e seus homólogos está restrita a grupos de micro-organismos que possuem espécies produtoras deste antibiótico como δ, β e γ-proteobacterias. Isto sugere que a biossíntese deste antibiótico evoluiu no ancestral destas bactérias. Portanto, compreender a evolução deste gene é um passo fundamental na construção de uma ampla compreensão da evolução e diversidade da via biossintética de pirrolnitrina. O objetivo deste trabalho foi reconstruir a história evolutiva do gene prnB e seus homólogos bacterianos.

METODOLOGIA:

A sequência de aminoácidos da prnB de Pseudomonas fluorescens Pf-5 foi utilizada como query na busca por sequências homólogas de proteínas e de nucleotídeos nas bases de dados do NCBI. Esta etapa do trabalho foi realizada com o auxílio do programa BLASTP. O programa MEGA3 foi utilizado para fazer o alinhamento múltiplo das sequências de nucleotídeos. A edição manual deste alinhamento foi feita tendo como referências (i)os alinhamentos múltiplos realizados nos programas ClustalX (com as matrizes de substituição, Gonnet, BLOSUM e PAM) e MUSCLE; (ii)o alinhamento estrutural da prnB de Pseudomonas fluorescens e seu homólogo de Shewanella oneidensis. Este último foi realizado com o auxílio do programa TopMatch e usado para inferir as relações de homologia das estruturas secundárias da prnB e seus homólogos. O alinhamento múltiplo editado foi utilizado para fazer a reconstrução filogenética da prnB pelo método de distância (neighbor-joining) utilizando o programa ClustalX.

RESULTADOS:

O alinhamento estrutural indica que a prnB compartilha 73,3 % das suas estruturas secundárias com seu homólogo de Shewanella oneidensis. Este nível de similaridade também é observado na topologia da estrutura terciária destas proteínas. De acordo com análise filogenética as sequências de nucleotídeos homólogas à prnB formam dois clados distintos, indicando que tiveram origem em um evento de duplicação gênica. A prnB dos organismos produtores de pirrolnitrina estão em um único clado que possui topologia congruente com a filogenia das proteobactérias, ou seja, γ-proteobactérias compartilham um ancestral em comum com as β-proteobactérias antes de compartilharem um ancestral com as δ-proteobactérias. Estes resultados, associados à distribuição do gene prnB nos genomas procarióticos, sugerem que a via Biossintética de pirrolnitrina evoluiu dentro do grupo das proteobactérias.

CONCLUSÃO:

- Os genes prnB presentes em bactérias produtoras de pirrolnitrina formam um clado monofilético; - A topologia da árvore filogenética do gene prnB é congruente com a filogenia das proteobacterias.

Palavras-chave: pirrolnitrina, filogenia, alinhamento.