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Title in Portuguese: Análise de uma sequência de cDNA obtida das sementes de Swartzia grandiflora Bong. Benth que codifica uma lectina
Title: Analysis of a cDNA sequence obtained from the seeds of Swartzia grandiflora Bong. Benth which codes a lectin
Author: Maranhão, Paulo Abraão Cavalcante
Advisor(s): Grangeiro, Thalles Barbosa
Keywords: Swartzieae
Fabaceae
Clonagem
Docking molécula
Issue Date: 2015
Citation: MARANHÃO, Paulo Abraão Cavalcante. Análise de uma sequência de cdna obtida das sementes de Swartzia grandiflora Bong. Benth que codifica uma lectina. 2015. 120f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: Swartzia grandiflora é uma leguminosa da tribo Swartzieae, um táxon basal da subfamília Papilionoideae, ainda pouco estudado em relação à ocorrência e caracterização de lectinas. O objetivo principal do presente trabalho foi obter sequências de cDNA codificando lectinas de S. grandiflora e caracterizar as estruturas codificadas. Como resultado, foram obtidas seis sequências únicas de cDNA, codificando seis cadeias polipeptídicas distintas, denominadas de SGL-A a SGL-F. As estruturas primárias das proteínas deduzidas das sequências de cDNA tinham 240 (SGL-A a SGL-D) e 244 (SGL-E e SGL-F) resíduos de aminoácidos. A massa molecular calculada variou de ~26.6 (SGL-A) a ~26.9 kDa (SGL-F), enquanto que o pI predito a partir das sequências de aminoácidos variou de 5.22 (SGL-B) a 5.37 (SGL-A, -C e -D). Quando as sequências de aminoácidos foram alinhadas e comparadas entre si por meio de uma matriz de identidade, foi possível agrupá-las em dois grupos, contendo 4 (SGL-A a SGL-D; identidade média = 99,1%) e 2 (SGL-E e SGL-F; identidade média = 99,5%) sequências, respectivamente. A identidade média entre as sequências dos dois grupos foi ~53,2%. Considerando a grande identidade entre as sequências de aminoácidos de um mesmo grupo, uma sequência representativa de cada um deles foi escolhida (SGL-A e SGL-E) para análises posteriores. Buscas por sequências homólogas no banco de proteínas do NCBI revelaram que SGL-A e SGL-E apresentam similaridade com lectinas de Fabaceae, porém com percentuais de identidade nunca superiores a 50-51%. Isso sugere que as lectinas de S. grandiflora identificadas na presente investigação constituem um grupo distinto dentre as lectinas de leguminosas caracterizadas até o momento. Comparações com o banco de proteínas com estruturas tridimensionais conhecidas (PDB) demonstraram uma maior identidade de SGL-A (Bit score = 196, E-value = 7e-61, identidade = 44%) com uma lectina (PELa) de Platypodiumelegans (tribo Dalbergieae) e de SGL-E (Bit score = 179, E-value = 1e-54, identidade = 47%) com a aglutinina (BMA) de Leucomphalos(Bowringia) mildbraedii (tribo Sophoreae). O alinhamento das sequências de aminoácidos de SGL-A e SGL-E com essas estruturas permitiu que os resíduos de aminoácidos hipoteticamente envolvidos na ligação a cátions divalentes e na formação do sítio de interação com carboidratos fossem mapeados nas respectivas estruturas primárias. Modelos das estruturas tridimensionais de SGL-A e SGL-E foram gerados por modelagem comparativa, usando o método M4T, e validados em relação a parâmetros estereoquímicos. Os modelos estruturais de ambas as proteínas apresentaram um dobramento em barril beta, compreendendo duas folhas antiparalelas, uma com sete fitas e outra com cinco fitas. Esse dobramento é característico das lectinas de leguminosas. Docking molecular sítio dirigido sugeriu que D-Galactose é um ligante provável de SGL-A, a julgar pela energia de interação total favorável (−76,2 kcal/mol) estimada para o complexo proteína-ligante.
Abstract: Swartzia grandiflora is a legume Swartzieae tribe, a basal taxon of Papilionoideae subfamily, poorly studied in relation to the occurrence and characterization of lectins. The main objective of this study was to obtain cDNA sequences encoding S. grandifloralectins and characterize the encoded structures. As a result, there wereobtained six unique cDNA sequences, encoding six distinct polypeptide chains, termed SGL-A and SGL-F. The primary structures of the proteins deduced from the cDNA sequence had 240 (SGL-A to D) and 244 (SGL-E and -F) amino acid residues. The calculated molecular weight ranged from ~ 26.6 (SGL-A) to ~ 26.9 kDa (SGL-F), whilst the pI predicted from the amino acid sequences varied from 5.22 (SGL-B) to 5.37 (SGL-A,- C and D). When the amino acid sequences were aligned and compared to each other by means of an identity matrix, it was possible to group them into two groups containing 4 (SGL-A to SGL-D, identity = 99.1%) and 2 ( SGL-E and SGL-F; identity = 99.5%) sequences, respectively. The average identity between the sequences of two groups was 53.2%. Considering the great identity between the amino acid sequences of a same group a representative sequence of each was chosen (SGL-A and SGL-E) for further analysis. Search for homologous sequences in the NCBI protein database revealed that SGL-A and SGL-E have similarity with lectins Fabaceae, but with ever higher percentage of identity to 50-51%. This suggests that lectins of S. grandiflora identified in this study constitute a distinct group from the legume lectins characterized to date. Comparisons with the bank of proteins with known three-dimensional structures (PDB) showed greater SGL-A identity (Bit score = 196, E-value = 7e-61, ID = 44%) with a lectin fromPlatypodiumelegans (tribe Dalbergieae) and SGL-E (Bit score = 179, E-value = 1e-54 = 47% identity) with the agglutinin (BMA) of Leucomphalos (Bowringia) mildbraedii (Sophoreae tribe). The alignment of the amino acids sequences SGL-A and SGL-E with such structures has allowed the hypothetical amino acid residues involved in binding divalent cations and the formation of the interaction site with carbohydrates were mapped in their primary structures. Models of three-dimensional structures of SGL-A and SGL-E were generated by comparative modeling using M4T method, and validated against stereochemical parameters. Structural models of both proteins presented in a folding beta barrel, comprising two antiparallel sheets, one with seven tapes and other tapes of five. This folding is characteristic of legume lectins. Molecular docking site directed suggested that D-galactose is a likely binder SGL-A, judging by the favorable total interaction energy (-76.2 kcal / mol) estimated for the protein-ligand complex.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36660
metadata.dc.type: Dissertação
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