Identification of sugarcane genes involved in the purine synthesis pathway

• Main Authors: Mario A. Jancso, Susana A. Sculaccio, Otavio H. Thiemann
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sociedade Brasileira de Genética 2001-12-01
• Series: Genetics and Molecular Biology
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-47572001000100033
• ISSN: 1415-4757; 1678-4685

Nucleotide synthesis is of central importance to all cells. In most organisms, the purine nucleotides are synthesized de novo from non-nucleotide precursors such as amino acids, ammonia and carbon dioxide. An understanding of the enzymes involved in sugarcane purine synthesis opens the possibility of using these enzymes as targets for chemicals which may be effective in combating phytopathogen. Such an approach has already been applied to several parasites and types of cancer. The strategy described in this paper was applied to identify sugarcane clusters for each step of the de novo purine synthesis pathway. Representative sequences of this pathway were chosen from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database and used to search the translated sugarcane expressed sequence tag (SUCEST) database using the available basic local alignment search tool (BLAST) facility. Retrieved clusters were further tested for the statistical significance of the alignment by an implementation (PRSS3) of the Monte Carlo shuffling algorithm calibrated using known protein sequences of divergent taxa along the phylogenetic tree. The sequences were compared to each other and to the sugarcane clusters selected using BLAST analysis, with the resulting table of p-values indicating the degree of divergence of each enzyme within different taxa and in relation to the sugarcane clusters. The results obtained by this strategy allowed us to identify the sugarcane proteins participating in the purine synthesis pathway.<br>A via de síntese de purino nucleotídeos é considerada uma via de central importância para todas as células. Na maioria dos organismos, os purino nucleotídeos são sintetizados ''de novo'' a partir de precursores não-nucleotídicos como amino ácidos, amônia e dióxido de carbono. O conhecimento das enzimas envolvidas na via de síntese de purinas da cana-de-açúcar vai abrir a possibilidade do uso dessas enzimas como alvos no desenho racional de inibidores no combate a agentes fitopatogênicos, como esta sendo feita com diversos parasitos e células cancerosas. A seguinte estratégia esta sendo utilizada na identificação de genes de cana-de-açúcar para cada membro da via de síntese de purinas: Seqüências representativas dos genes que compões a via foram escolhidas do banco de dados NCBI. Essas seqüências de peptídeos estão sendo utilizadas em buscas ao banco de dados gerado pelo SUCEST pelo programa BLAST (implementação tBLASTn). Alinhamentos com os clusters de cana-de-a��úcar são posteriormente analisados para sua significância estatística pela implementação PRSS3 do algoritmo conhecido como Monte Carlo shuffling. Para calibrar a análise dos resultados de PRSS3, foram empregadas seqüências conhecidas de diferentes taxas ao longo da arvore filogenética. Essas seqüências são comparadas duas a duas e com o cluster da cana-de-açúcar. A tabela de valores-p resultante indica o grau estatístico de similaridade e divergência entre as seqüências já descritas e entre essas e os clusters de cana-de-açúcar. Os resultados obtidos dessas análises estão descritos neste artigo.