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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Emprego de ferramentas bioinformáticas no estudo de vias metabólicas e de funções ecológicas da acetilactobacillus jinshanensis e da bacillus cereus, encontradas no alimento larval de interações proteína-proteína
Alternate title (s): Use of bioinformatics tools and interactome analysis in the study of metabolic pathways and ecological functions of acetilactobacillus jinshanensis and bacillus cereus, found in the larval food of stingless bees
Author: Avila, Natanael Borges de
First Advisor: Santos, Anderson Rodrigues dos
First member of the Committee: Vieira, Carlos Ueira
Second member of the Committee: Santos, Ana Carolina Costa
Summary: Ferramentas de bioinformática são capazes de investigar vias metabólicas e funções ecológicas de espécies a fim de estabelecer seus papéis no meio em que são encontradas. O estudo do interactoma compreende obter e estudar as redes de interação proteína-proteína (PPI) de uma espécie. O alimento larval de abelhas sem ferrão (AL) é um importante meio a ser estudado com rica microbiota, possuindo significativo potencial biotecnológico. As bactérias Acetilactobacillus jinshanensis e Bacillus cereus foram encontradas no AL (a primeira por metagenômica, a segunda por colônia isolada) e são também conhecidas por sua presença na fermentação do vinagre aromático de Zhenjiang. Compreender os processos biológicos dessas espécies com o uso de ferramentas de bioinformática é um relevante passo para o avanço dos estudos do AL e suas aplicações. Este trabalho empregou o GenPPI, um preditor de PPI in silico, para construir redes a partir dos genomas completos das duas espécies, montados bioinformaticamente. Buscou-se compreender os processos bioenergéticos e vias metabólicas relevantes, especialmente em A. jinshanensis, utilizando BLAST para identificar genes chave e a rede PPI para inferir a ocorrência e dinâmica dos processos. Os resultados mostraram que a A. jinshanensis não possui enzimas para fermentação acética e alcoólica, mas possui enzimas da fermentação heterolática e parte das enzimas da via Embden-Meyerhof (EMP). A B. cereus, por outro lado, possui genes das enzimas de fermentação alcoólica e da via EMP, mas não possui das fermentações acética e heterolática, nem da via Entner-Doudoroff (ED). O interactoma estudado comprovou a dupla via de oxidação da glicose na A. jinshanensis. Além disso, o interactoma montado das espécies e o rastreio de proteínas pontes são promissores para trabalhos futuros. Estes resultados corroboram estudos anteriores, sugerindo papéis distintos no vinagre chinês: A. jinshanensis na fermentação heterolática e B. cereus na alcoólica, o que pode contribuir para a otimização desse processo. O estudo das vias metabólicas da A. jinshanensis abre caminhos para a compreensão de seu papel no AL e aprofunda os estudos para aplicações industriais. Validou-se a metodologia baseada no GenPPI como ferramenta eficaz para estudos de genômica funcional. Estes achados estabelecem uma base sólida para futuros estudos focados em vias metabólicas com relevância biotecnológica nas duas espécies estudadas.
Abstract: Bioinformatics tools can investigate species' metabolic pathways and ecological functions to establish their roles in the environment in which they are found. Studying the interactome involves obtaining and studying a species' protein-protein interaction (PPI) networks. The larval food of stingless bees (AL) is an important medium to study with rich microbiota, with significant biotechnological potential. The bacteria Acetylactobacillus jinshanensis and Bacillus cereus were found in AL (the first by metagenomics, the second by isolated colony) and are also known for their presence in the fermentation of Zhenjiang aromatic vinegar. Understanding the biological processes of these species using bioinformatics tools is an important step towards advancing AL studies and their applications. This work used GenPPI, an in silico PPI predictor, to construct networks from the complete genomes of the two species, assembled bioinformatically. We sought to understand the bioenergetic processes and relevant metabolic pathways, especially in A. jinshanensis, using BLAST to identify key genes and the PPI network to infer the occurrence and dynamics of the processes. The results showed that A. jinshanensis does not have enzymes for acetic and alcoholic fermentation. Still, it has enzymes for heterolactic fermentation and part of the Embden-Meyerhof (EMP) pathway enzymes. B. cereus, on the other hand, has genes for the enzymes of alcoholic fermentation and the EMP pathway, but does not have genes for acetic and heterolactic fermentation, nor for the Entner-Doudoroff (ED) pathway. The interactome studied confirmed the dual glucose oxidation pathway in A. jinshanensis. In addition, the assembled interactome of the species and the screening of bridging proteins are promising for future work. These results corroborate previous studies, suggesting distinct roles in Chinese vinegar: A. jinshanensis in heterolactic fermentation and B. cereus in alcoholic fermentation, which may contribute to the optimization of this process. The study of the metabolic pathways of A. jinshanensis opens up new avenues for understanding its role in LA and deepens studies for industrial applications. The GenPPI-based methodology was validated as an effective tool for functional genomics studies. These findings establish a solid foundation for future studies on metabolic pathways with biotechnological relevance in the two species studied
Keywords: Rede de interação proteína-proteína
GenPPI
Alimento larval
Vinagre de Zhenjiang
Interactoma
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: AVILA, Natanael Borges de. Emprego de ferramentas bioinformáticas no estudo de vias metabólicas e de funções ecológicas da acetilactobacillus jinshanensis e da bacillus cereus, encontradas no alimento larval de interações proteína-proteína. 2025. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) - Universidade Federal de Uberlândia, 2025.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45982
Date of defense: 8-Apr-2025
Appears in Collections:TCC - Biotecnologia (Uberlândia)

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