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Título : Identificação de receptores de Inositol 1, 4, 5 - Trifosfato (IP3) e o seu papel na ativação da enzima H+ -ATPase de membrana citoplasmática em Saccharomyces cerevisiae.
Autor : Penido, Raquel Damasceno
metadata.dc.contributor.advisor: Cruz, Izinara Rosse
Cunha, Aureliano Claret
metadata.dc.contributor.referee: Brandão, Rogélio Lopes
Fonseca, Pablo Augusto de Souza
Cruz, Izinara Rosse
Palabras clave : Receptores de IP3
Bioinformática
Fermentação
Leveduras
Fecha de publicación : 2021
Citación : PENIDO, Raquel Damasceno. Identificação de receptores de Inositol 1, 4, 5 - Trifosfato (IP3) e o seu papel na ativação da enzima H+ -ATPase de membrana citoplasmática em Saccharomyces cerevisiae. 2021. 69 f. Monografia (Graduação em Ciências Biológicas) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Resumen : A enzima H+-ATPase de membrana citoplasmática apresenta um papel fundamental na fisiologia de Saccharomyces cerevisiae e no processo de fermentação. Esta enzima pode apresentar uma conexão com a sinalização de cálcio intracelular, porém esta via ainda não está bem elucidada. Evidências apontam uma relação do IP3 com a ativação da H+-ATPase e a sinalização de cálcio, e que o canal de cálcio Yvc1p pode estar envolvido nesta relação através de um receptor. Neste estudo, com a intenção de identificar os possíveis receptores de IP3 em leveduras, realizamos buscas, in silico, por sequências no genoma de S. cerevisiae que fossem similares aos receptores de IP3 já depositados em bancos de dados públicos. Foi construído um banco de dados com estas sequências já identificadas de receptores de IP3 em eucariotos e realizada a busca por similaridade contra o genoma da S288C utilizando a ferramenta BLASTn. Não foi observada similaridade entre as sequências de receptores descritas para as demais espécies e o genoma da S. cerevisiae. Entretanto, foi possível identificar a partir de um alinhamento múltiplo, diversas regiões conservadas entre as diferentes espécies de cada um dos três tipos de receptores. Em espécies de fungos que possuem o receptor de IP3 já descrito, foi possível observar que estes apresentam, em alguns trechos, conservação dos padrões bem diferentes das demais espécies de eucariotos. Então, essas sequências foram selecionadas e comparadas com o banco de dados de sequências de proteínas do NCBI, utilizando BLASTp online, com o intuito de identificar sequências similares aos receptores de IP3 de fungos ainda desconhecidos. Posteriormente, foi realizado um alinhamento múltiplo entre essas sequências e os motivos conservados foram identificados utilizando-se a ferramenta Pattcom. Para identificar, então, proteínas já descritas em S. cerevisiae que apresentam similaridades com os motivos conservados de receptores de IP3 foi realizado um alinhamento par-a-par local, utilizando a ferramenta BLASTp, dos motivos contra o proteoma da cepa S288C. Foi possível observar que a proteína YER053C-A de S. cerevisiae apresenta similaridade com um dos motivos conservados em alinhamento de sequências de proteínas similares a receptores de IP3 encontradas em fungos. Para verificar se a proteína candidata apresentava envolvimento no fenótipo de interesse foi verificada as interações já descritas da YER053C-A com outras proteínas na literatura utilizando a ferramenta STRING. Foi verificado que a YER053C-A não apresenta interações descritas com as proteínas da via de ativação da enzima H+-ATPase de membrana citoplasmática, mas apresenta interação com proteínas responsáveis pela resposta ao etanol em levedura. Para validar se a YER053C-A interage com a molécula de IP3 foi realizada a técnica de Docking molecular com as ferramentas Dockthor e Autodock Tools. Foi possível observar que a molécula de IP3 em ambas ferramentas se liga na mesma região da proteína, sugerindo o sítio de ligação. Por fim, para testar a técnica empregada neste trabalho, foi verificado se se outras proteínas, já descritas na literatura como candidatas a receptores de IP3 em leveduras, apresentam similaridades com os motivos conservados identificados no presente trabalho. Foi realizado um alinhamento par-a-par local, utilizando a ferramenta BLASTp, dos motivos contra as proteínas candidatas Alg6p, Yvc1p, Sse2p e Swc3p. Verificou-se então, que estas proteínas apresentam similaridade com alguns motivos conservados, e que estas podem também serem receptores de IP3 em S. cerevisiae. Este resultado indica que as proteínas YER053C-A, Alg6p, Yvc1p, Sse2p e Swc3p são fortes candidatas a serem um dos receptores de IP3 em S. cerevisiae. Além disso, a estratégia de bioinformática estabelecida no presente trabalho, foi capaz de identificar receptores moleculares que até então não tinham sido descritos, podendo ser utilizada para identificação de outros receptores moleculares.
metadata.dc.description.abstracten: The plasma membrane enzyme H+-ATPase has a fundamental role in the physiology of Saccharomyces cerevisiae and in the fermentation process. This enzyme may have a connection to intracellular calcium signaling, but this pathway is not yet well elucidated. Evidence points to a relationship of IP3 with H+-ATPase activation and calcium signaling, and that the calcium channel Yvc1p may be involved in this relationship via a receptor. In this study, with the intention of identifying possible IP3 receptors in yeast, we performed in silico searches for sequences in the S. cerevisiae genome that were similar to IP3 receptors already deposited in public databases. A database was constructed with these already identified IP3 receptor sequences and a similarity search was performed against the S288C genome using the BLASTn tool. No similarity was observed between the receptor sequences described for the other species and the S. cerevisiae genome. However, it was possible to identify from multiple alignment, several preserved regions between the different species for each of the three receptor types. In fungal species having the IP3 receptor already described, it was possible to observe that they show a conservation of patterns quite different from other eukaryotic species. Then, these sequences were selected and compared with the NCBI protein sequence database, using BLASTp online, in order to identify sequences similar to the IP3 receptors of unknown fungi. Subsequently, a multiple alignment was performed between these sequences and conserved motifs were identified using a tool developed by the research group. To identify, then proteins already described in S. cerevisiae that present similarities with the conserved motifs of IP3 receptors, a local pairwise alignment was performed, using the BLASTp tool. It was possible to observe that the YER053C-A protein from S. cerevisiae shows similarity to one of the conserved motifs in sequence alignment of IP3 receptor-like proteins found in fungi. To validate that the candidate protein presents the phenotype of interest, already described interactions of YER053C-A with other proteins in the literature were checked using the STRING tool. YER053C-A have no described interactions with proteins from the cytoplasmic membrane H+-ATPase enzyme activation pathway, but does interact with proteins responsible for the ethanol response in yeast. To verify whether YER053C-A interacts with the IP3 molecule, the molecular docking technique was performed using Dockthor and Autodock Tools. It was possible to observe that the IP3 molecule in both tools binds in the same region of the protein, suggesting the binding site. This result indicates that the YER053C-A protein is a strong candidate to be one of the IP3 receptors in S. cerevisiae. Finally, to test the technique employed in this work, it was verified if other proteins already described in the literature as candidate IP3 receptors in yeast present similarities with the conserved motifs identified in the present work. A local pairwise alignment was performed, using the BLASTp tool, of the motifs against the Alg6p, Yvc1p, Sse2p and Swc3p. It was found that these proteins show similarity with some conserved motifs, and that these proteins may also be IP3 receptors. And that the bioinformatics strategy established in the present work, was able to identify molecular receptors that had not been described until then. And that it can be used to identify other molecular receptors.
URI : http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/3729
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