structure-function prediction of glycosylphosphatidylinositol (gpi) anchored fungal aspartic...
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Structurefunction prediction of Glycosylphosphatidylinositol (GPI)anchored fungal
Aspartic peptidases
María Victoria Revuelta*, Facundo Orts*, Arjen ten Have** Instituto de Investigaciones Biológicas (IIBCONICET), Mar del Plata, Buenos Aires, CP 7600, [email protected], [email protected], [email protected]
Introducción* Aspartil Proteasas (APs) son peptidasas que poseen dos lóbulos homólogos * El sitio activo esta formado por dos Aspartatos y una Tirosina en el motivo D[TS]GYD[TS]G. * Forman una familia de proteínas con muy baja conservación de secuencia pero con la estructura conservada. * APs están involucradas en digestión (pepsina), Alzheimer (BACE), Malaria (Memapsinas) y SIDA (HIV, Candida spp.) * Las yapsins son APs de ascomicetes involucradas en la maduración de péptidos (feromonas (Saccharomyces cerevisiae), otras hidrolasas (Candida albicans)) * Las yapsins permanecen ancladas a la membrana y muestran una alta especificidad de sustrato. * En un análisis en el hongo plantapatógeno Botrytis cinerea se han identificado y clasificado 14 APs (Tabla 1).
ResultadosFigura 1: Análisis filogenéticos de 265 secuencias de hongos. A: Análisis realizado en base a las secuencias completas (enzima madura, sin secuencia que corresponde al motivo GPI). B: Análisis realizado removiendo de las secuencias el “polyproline loop” (G298N303). C: Análisis realizado removiendo el “SS1loop” (D48F58). D: Análisis realizado removiendo cuatro "flaps" sobre el subsitio catalítico (D48C59, Y84S89, S244F251, A281K293). Sobre los modelos de SAP1 (1QZW, C. albicans) se muestran, en rojo, los residuos D[TS]GYD[TS]G conservados, y en verde las secuencias removidas para el análisis.
B) C) D)
Figura 2:Análisis por Evolutionary Trace Conservación de secuencia, mostrado en el modelo de SAP1. A: representa el grado de conservación de residuos para todas las secuencias en el análisis filogenético. B: se analizan solo las secuencias de la rama “yapsinlike”. C: análisis de la rama de las “yapsins”.
Figura 3:Análisis de coadaptación de residuos por COMULATORA: Heatmap obtenido del software. B: Representación de la interrelación de los residuos sobre el modelo SAP1. En azul: D[TS]GYD[TS]G. C: Diagrama de flujo para la interpretación del heatmap sobre el modelo.
27 144
212
235
237
253
255
281
383
492
27144212235237253255281383492
D37 → E133 → L157 → S219 - F237, T256D86 I169 N219 L296
A)
B)C)
A) B)
C)
Discusión
La remoción del Polyproline loop, involucrado en la especificidad de sustrato, resulta en un salto de la rama de 2qzw hasta la rama de las Yapsins. El SS1loop, específico de las yapsins, también afecta a la función, ya que un grupo de parálogos de Yarrowia lipolytica agruparon con las yapsins luego de la eliminación de las subsecuencias SS1. La remoción de las subsecuencias de los cuatro "flaps" sobre el subsitio catalítico genera que AP6, que pertenece a la vía de secreción, agrupe con las yapsins directamente. Esto sugiere una importancia de estos "flaps" en la función. Entonces, identificamos seis "loops" que se hallan sobre el (sub)sitio de las APs y que afectan la ramificación del árbol filogenético, lo cual sugiere que están involucradas en la especificidad por el sustrato. El análisis de coevolución indica una gran interrelación entre los residuos que rodean el sitio catalítico. Además parece que existe una red de residuos que muestran coadaptación.
BcAP1 BcAP2 BcAP3 BcAP4 BcAP5 BcAP6 BcAP7 BcAP8 BcAP9 BcAP10 BcAP11 BcAP12 BcAP13 BcAP14Localización Citosol Vacuola GPI-Membrana GPI-Membrana Secretada ER/Golgi Secretada Secretada Secretada Secretada GPI-Membrana Pared celular GPI-Membrana ER/Golgi
Yapsin like? No No Sí Sí No Sí No No No No Sí Sí No NoTabla 1
Important Unimportant
A)