Estudo computacional de desordem proteica nos genomas de Cryptococcus spp.

• Main Author: Tavares, Grace Santos
• Other Authors: Souza, Marcos Paulo Catanho de
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Proteínas Intrinsicamente Desordenadas; Cryptococcus; Fatores de Virulência; Fator de Necrose Tumoral alfa
• Online Access: http://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/15146

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Rio de Janeiro, RJ, Brasil === Desde a década de 1990, a comunidade científica tem relatado um número crescente de proteínas e trechos que não apresentam uma conformação tridimensional estável e única, mas que são biologicamente ativas, o que contrasta o paradigma estrutura-função de uma proteína. Essas proteínas podem ser denominadas como Proteínas Intrinsecamente Desordenadas (IDPs), já os trechos como Regiões Intrinsecamente Desordenadas (IDRs). As IDPs e IDRs apresentam características de composição de aminoácidos que as identificam. Além disso, como foi relatado para o protozoário Plasmodium falciparum, as IDPs e IDRs podem favorecer a relação parasito-hospedeiro. Causada por espécies do fungo Cryptococcus spp., a criptococose é uma doença que afeta principalmente pacientes com imunidade comprometida e é a principal causa de mortalidade entre os pacientes portadores do vírus HIV. Dentro deste contexto, avaliamos computacionalmente o papel biológico das IDPs e IDRs em 12 proteomas preditos de Cryptococcus spp. Para tanto, avaliamos as diferentes ferramentas computacionais disponíveis para a predição ab initio dessa interessante classe de proteínas. Parte do processo analítico envolveu a reanotação desses 12 genomas, tendo este trabalho contribuído para a anotação estrutural e funcional de oito genomas (57.680 novos genes anotados) para os quais não havia informação em banco de dados de domínio público Dentre os 11 preditores avaliados em nossas análises, cinco foram selecionados com base em seu emprego em larga escala (DisEMBL, empregando as abordagens REM465 e HOTLOOPS, GlobPlot, IUPred e ANCHOR). A análise comparativa entre os grupos virulentos e não virulentos não revelou diferença estatisticamente significativa. Além disso, considerando as sequências consenso das predições, encontramos um conteúdo de aproximadamente 60-70% de proteínas em cada proteoma analisado, com pelo menos uma IDR de no mínimo 40 resíduos de aminoácidos consecutivos. Já os resultados referentes à análise de agrupamento revelaram que das 18.900 proteínas presentes no core genome dos 12 organismos, 11.409 apresentam pelo menos uma IDR. Outro ponto observado foi que muitas IDPs ou IDRs estão participando de diversos processos biológicos, estão relacionadas aos fatores de virulência do fungo e/ou atuando como enzimas em vias metabólicas distintas. Neste estudo hipotetizamos e descrevemos o papel funcional vital dessas proteínas em vários processos biológicos nos genomas de Cryptococcus spp === Since the 1990s, the scientific community has reported an increasing number of proteins and protein regions that don´t have a stable and unique three-dimensional conformation, but which are biologically active, which contrasts the structure-function paradigm of a protein. These proteins are called Intrinsically Disordered Proteins (IDPs) and the regions, Intrinsically Disordered Regions (IDRs). IDPs and IDRs have compositional biases that characterize them. Moreover, as has been reported for the parasite Plasmodium falciparum, IDPs and IDRs can favor the host-parasite relationship. Caused by species of the fungus Cryptococcus spp., Cryptococcosis is a disease that primarily affects patients with compromised immunity and is the leading cause of mortality among patients with HIV. Within this context, we evaluated computationally the biological role of IDPs and IDRs on 12 predicted Cryptococcus spp. proteomes. Therefore, we evaluated the various computer tools available for ab initio prediction of this interesting class of proteins. Part of the analytical process involved annotation of these 12 genomes, and this work contributed to the structural and functional annotation of eight genomes (57,680 new genes annotated) for which there was no information on the public domain databases Among the 11 predictors evaluated in our analysis, five were selected based on their large-scale use (DisEMBL, employing REM465 and HOTLOOPS approaches, GlobPlot, IUPred and ANCHOR). The comparative analysis between virulent and non-virulent groups showed no statistically significant difference. Furthermore, considering the consensus sequences of the predictions, we found a content of approximately 60-70% of proteins on each proteome with at least one IDR with at least 40 consecutive amino acid residues. Regarding the results of the cluster analysis, we observed that, from the 18,900 proteins present in the core genome of the analyzed organisms, 11,409 have at least one IDR. Another point observed was that IDPs or IDRs are participating in many biological processes, are related to virulence factors of the fungus and/or acting as enzymes in different metabolic pathways. In this study we hypothesize and describe the vital functional role of these proteins in various biological processes in the genomes of Cryptococcus spp