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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Title: Análise in silico do sistema ubiquitina-proteassoma em Biomphalaria glabrata
Alternate title (s): In silico analysis of the ubiquitin-proteasome system in Biomphalaria glabrata
Author: Portilho, Laysa Gomes
First Advisor: Gomes, Matheus de Souza
First member of the Committee: Cabral, Fernanda Janku
Second member of the Committee: Morais, Enyara Rezende
Summary: O sistema ubiquitina-proteassoma (SUP) é um dos principais reguladores gênicos, pois é capaz de realizar uma regulação pós-traducional através da marcação de substratos-alvo pela ubiquitina que, posteriormente, são direcionados para sinalizações celulares e/ou são degradados pelo proteassoma 26S. O SUP está relacionado a diversos mecanismos, incluindo respostas imunes e pode apresentar uma vasta atividade em moluscos do gênero Biomphalaria, principalmente relacionada a resistência/suscetibilidade do caramujo. O B. glabrata, altamente suscetível e principal responsável pela transmissão do S. mansoni. Muito da biologia do molusco já é conhecida, mas estudos envolvendo sua regulação gênica ainda são escassos. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho foi predizer, caracterizar e avaliar a expressão de genes envolvidos na via de ubiquitinação utilizando ferramentas de bioinformática em dados de genoma e transcrissoma de B. glabrata. Os supostos genes e proteínas do SUP em B. glabrata foram preditos utilizando o BLASTp usando proteínas de organismos modelos como queries. As prováveis proteínas foram caracterizadas usando o software PFAM e CDD descrevendo os domínios conservados e os sítios ativos. A análise filogenética foi realizada usando ClustalX2 e MEGA5.2. A avaliação da expressão foi realizada a partir de 12 tecidos de caramujo utilizando RPKM (Reads Per Kilobase of transcript, per Million mapped reads). Foram identificadas 86 sequências: uma de ubiquitina, 6 enzimas ativadoras de ubiquitina (E1), 22 enzimas conjugadoras de ubiquitina (E2), 39 enzimas ubiquitina ligases (E3) e 18 proteínas acessórias e adaptadoras. Os principais domínios conservados das proteínas identificadas foram: Ubiquitin Family, UQ_con, HECT, U-box e domínios homólogos a RING finger. Os sítios ativos encontrados foram os resíduos de lisina responsáveis pelas cadeias de poliubiquitinas na sequência de ubiquitina e resíduos de cisteína das enzimas da via de ubiquitinação que se ligam à ubiquitina, entre outros. A filogenia demonstrou uma distribuição evolutiva muito bem definida entre todos os grupos de sequências, corroborando com a árvore da vida. A sequência de ubiquitina foi a única com perfil de alta expressão encontrado para todas as bibliotecas, inferindo sua ampla gama de desempenho. Esses resultados evidenciam a presença, conservação e a expressão de SUP em B. glabrata, fornecendo base para novos conhecimentos envolvendo esta via no molusco em estudo, assim como oferece novos caminhos para o entendimento da regulação de genes que conferem a característica de suscetibilidade/resistência do caramujo, possibilitando maiores perspectivas para o controle da esquistossomose.
Abstract: Schistosomiasis is a parasitic disease caused by helminths of the genus Schistosoma that affects more than 200 million people worldwide. Brazil is the South American country with the highest incidence of the disease, due, among other factors, to the vast territorial distribution of mollusks of the genus Biomphalaria. B. glabrata, highly susceptible and main responsible for S. mansoni transmission. Much of the biology of the mollusk is known, but studies involving its gene regulation are still scarce. The ubiquitin-proteasome system (USP) is one of the major gene regulators since it is capable of performing post-translational regulation by labeling target substrates by ubiquitin, which are subsequently targeted for cellular signaling and/or degraded by the 26S proteasome. This system is related to several mechanisms, including immune responses. Thus, the objective of this work was to predict, characterize and evaluate the expression of genes involved in the ubiquitination pathway using bioinformatics tools in genome and transcriptome data from B. glabrata. The alleged USP genes and proteins in B. glabrata were predicted using BLASTp using proteins from model organisms as queries. We characterize these putative proteins using the PFAM and CDD software describing the conserved domains and the active sites. Phylogenetic analysis was performed using ClustalX2 and MEGA5.2. Expression evaluation was performed from 12 snail tissues using RPKM. A total of 86 sequences were identified: one ubiquitin sequence, 6 ubiquitin activating enzymes (E1), 22 ubiquitin conjugating enzymes (E2), 39 ubiquitin ligases (E3) enzymes and 18 accessory and adapter proteins. The main conserved domains of the proteins identified were Ubiquitin Family, UQ_con, HECT, U-box and domains homologous to RING finger. The active sites found were the lysine residues responsible for the polyubiquitin chains, cysteine residues that bind to ubiquitin, among others. Phylogeny showed a very well defined evolutionary distribution between all groups of sequences, corroborating with the tree of life. The ubiquitin sequence was the only with high expression profile found for all libraries, inferring its wide range of performance. These results evidenced the presence, conservation and expression of USP data of B. glabrata, providing a basis for new knowledge involving this pathway in the study mollusk, as well as offering new ways of understanding the regulation of genes that confer the susceptibility/resistance of the snail, allowing greater perspectives for the control of schistosomiasis.
Keywords: Modificação pós-traducional
Caramujo
Doença negligenciada
Via de sinalização
Análises in silico
Biotecnologia
Ubiquitinas
Esquistossomose
Post-translational modification
Snail
Neglected disease
Signaling pathway
In silico analyzes
Area (s) of CNPq: CNPQ::OUTROS::CIENCIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Biotecnologia
Quote: PORTILHO, Laysa Gomes. Análise in silico do sistema Ubiquitina-proteassoma em Biomphalaria glabrata. 2019. 66 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.330.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.330
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25160
Date of defense: 21-Feb-2019
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