Análise de conservação de fragmentos intragênicos antimicrobianos em proteínas humanas

Abstract

Proteínas podem ser estudadas sob variadas perspectivas, sendo uma delas a busca por módulos protéicos menores com estrutura/função característica. No presente trabalho foi feita a investigação da frequência e conservação de sequências internas de proteínas humanas com características catiônicas e anfifílicas, as quais, uma vez retiradas do contexto protéico parental e sintetizadas como entes individuais, apresentam potencial atividade antimicrobiana, também chamados de IAPs (Intragenic Antimicrobial Peptides). Tais sequências foram identificadas com o auxílio do software Kamal, o qual percorreu o proteoma humano padrão em busca de alfas hélices anfifílicas de carga líquida superior a +2. Além disso, o site PantherDB foi utilizado para acessar as classes e funções biológicas das proteínas que apresentam potenciais IAPs como parte de sua estrutura. Para tentar identificar a ação de seleção purificadora nos segmentos caracterizados como potenciais IAPs, o site Consurf foi utilizado para a construção de alinhamentos múltiplos, sendo estes posteriormente submetidos ao algoritmo RATE4SITE. A estrutura terciária das proteínas parentais foi extraída do PDB e a área de acessibilidade relativa ao solvente foi calculada para cada aminoácido com ajuda do site PDBEPisa. Os dados demonstram que segmentos catiônicos anfifílicos com características compatíveis com IAPs são mais frequentes em proteínas humanas do que na mesma amostra aleatorizada. Segundo o site PantherDB, proteínas humanas contendo potenciais IAPs são majoritariamente de duas classes: proteínas transmembrana e proteínas relacionadas ao metabolismo de fosfato, especialmente as que atuam na vicinidade de membranas plasmáticas. Para 29 das 30 proteínas avaliadas até o momento, não foi encontrado um grau de conservação dos resíduos de aminoácidos superior ao esperado por sua acessibilidade ao solvente para o fragmento catiônico anfifílico em relação aos resíduos remanescentes da mesma proteína. A única exceção foi a proteína exportina 1, em que o fragmento catiônico anfifílico está de fato em uma região de alta conservação e parece ter grande relevância estrutural/funcional para a proteína. O presente trabalho constitui um primeiro esforço de investigação da natureza e função de segmentos catiônicos anfifílicos em proteínas e na inferência de sua relevância para as proteínas que os contém.