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Tipo: Tese
Título: Clonagem e modelagem molecular de duas lectinas tipo C (LvCTL-br1 e LvCTL-br2) de Litopenaeus vannamei
Autor(es): Costa, Francisco Hiran Farias
Orientador: Cavada, Benildo Sousa
Coorientador: Baptista, Gandhi Rádis
Palavras-chave em português: Lectinas
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Data do documento: 2009
Citação: COSTA, Francisco Hiran Farias. Clonagem e modelagem molecular de duas lectinas tipo C (LvCTL-br1 e LvCTL-br2) de Litopenaeus vannamei. 2009. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
Resumo: Lectinas tipo C são proteínas animais com pelo menos 130 aminoácidos, contendo ao menos um único domínio de reconhecimento de carboidratos (CRD) capazes de se ligar a açúcares através de mecanismos cálcio dependentes. O reconhecimento de carboidratos é relacionado diretamente a algumas atividades biológicas, como a adesão célula-célula, regulação dos níveis de glicoproteínas e respostas imune inatas contra patógenos potenciais. Em invertebrados, como insetos e crustáceos, lectinas tipo C funcionam como receptores de reconhecimento padrão (PRRs), através da ligação a padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) e ativação do sistema de defesa inato. Em adição as funções das PRRs, tem sido demonstrado que em espécies de camarões peneídeos de importância econômica, lectinas tipo C funcionam como proteínas antivirais e antimicrobianas, através de processos de imobilização do patógeno e resposta imune inata. Lectinas tipo C de camarões peneídeos estão divididas em duas classes de proteínas estruturalmente relatadas, baseadas na presença de um único CRD por molécula de proteína ou dois CRDs justapostos em uma única seqüência espacial. Tem sido determinado que a atividade biológica de uma certa lectina depende não somente da presença dos CRDs e outros domínios conjulgados, mas também da arquitetura global. No presente estudo, foi feita a clonagem de duas novas lectinas tipo C do hepatopâncreas de juvenis de Litopeneaus vannameZ Os cDNAs clonados geraram ORFs de 1050 nt e codificam proteínas com dois domínios altamente similares (99,6%) com 347 resíduos de aminoácidos. Foram nomeadas de LvCTL-brl e LvCTL-br2, com massas moleculares e valores de pI estimados em 38,4 kDa e 4,93 (LvCTL-br1) e 38,5 kDa e 4,87 (LvCTL-br2). Nas duas proteínas, verificou-se uma tríade de aminoácidos consensual capaz de reconhecer galactose (-QPD-), no CRD-1 que é preservado, mas, o sítio de ligação a manose (-EPN-), no segundo domínio, apresentou mutação. As modelagens moleculares computacionais de LvCTL-br1 e LvCTL-br2 revelam domínios estruturais constituídos por cadeias a-hélice interlaçadas por loops e uma única R-folha pregueada. Em contraste ao CRD-1 de LvCTL-br1, o CRD-2 apresenta um longo loop que pode acomodar açúcares complexos. Os modelos 3-D também apresentam as três substituições de aminoácidos, no CRD-1, que ocorrem sem relação com o sítio de ligação a açúcares. De forma interessante, a substituição de GIy109 por Asp109, observada no CRD1 de LvCTL-br2, indica que três pontes de hidrogênio poderiam ser formadas com carboidratos complexos, o que poderia refletir em uma afinidade maior com o açúcar. O presente trabalho é o primeiro a apresentar a clonagem de duas lectinas tipo C do hepatopâncreas de L, vannamei com uma mutação do sítio de ligação à manose e seus respectivos modelos 3-D.
Abstract: C-type lectins are animal proteins of about 130 amino acids long, containing at least one carbohydrate recognition domain (CRD) capable of mediating sugar and calcium binding. The carbohydrate recognition is directly related to some biological activities, like cell-cell adhesion, serum glycoprotein turnover, and innate immune responses against potential pathogens. In invertebrates, like insects and crustaceans, C-type lectins act as pattern recognition receptors (PRRs), by binding to pathogen associated molecular patterns (PAMPs) and activating the innate host defense systems. In addition to their function as PRRs, it has been shown that in economically important penaeid shrimp species, C-type lectins function as antimicrobial and antiviral protein, component of pathogen clearence and innate immune response. The penaeid shrimp C-type lectins fall into two structurally classes of related proteins, based on the presence of a single CRD per molecule of protein or two juxtaposed CRDs with a spacer sequence in between. It has known that a given lectin activity depends not only of the presence of CRDs and other conjugated domains, but also of its global architecture. So far, for structural studies, we have cloned two novel c-type lectins from the hepatopancreas of juvenile Litopeneaus vannamei. The cloned cDNAs encompass ORFs of 1044 nt and encode high similar (99.6%) two-domains proteins of 347 residues. Named Lv CTL-br1 and LvCTL-br2, their estimated molecular masses and values of pI are 38.4 kDa and 4.93 (LvCTL-br1), and 38.5 kDa and 4.87 (LvCTL-br2). In both proteins the consensus triad that recognizes galactose (-QPD-), in CRD-1 is preserved, but the mannose-binding site (-EPN-), in the second domain, was mutated. Computational molecular modeling of LvCTL-br1 and LvCTL-br2 reveals domain structures constituted by a-helix chain interlaced by loops and a single 3-sheet. In contrast to CRD-1 of Lv CTL-br1, the CRD-2 presents a long loop that might accommodate complex sugars. The 3-D models also show that three amino acid substitutions, in CRD-1, occur close to the sugar binding site. Interestingly, a nonsynonymous substitution of GIy109 for Asp109, observed in CRD1 of LvCTL-br2, indicates that three hydrogen bounds might be formed between complex carbohydrates, what could reflect in a higher affinity by the sugar. The present work is the first to present the cloning of two L. vannamei hepatopancreatic C-type lectins with mutated mannose binding site, and their respective molecular 3-D models.
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URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77793
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1893932553484268
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/5029704662813380
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/5322192969141529
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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