Isolamento e caracterização in silico de ciclotídeos em milho (Zea mays) e centeio (Secale cereale)

Abstract

Ciclotídeos são uma classe de peptídeos antimicrobianos (AMPs - do inglês Antimicrobial peptide) cíclicos de plantas, compostos de, aproximadamente, 30 resíduos de aminoácidos, sendo seis cisteínas conservadas e conectadas por três pontes de dissulfeto. Sua expressão é constitutiva, tendo sua principal função na defesa vegetal contra patógenos, que podem causar perdas significativas em culturas importantes para a agricultura, como no caso da família Poaceae que apresenta destacada importância econômica no Brasil e no mundo. Nesse estudo foi conduzida uma busca por genes relacionados a ciclotídeos vegetais, disponíveis em bancos de dados de acesso restrito e público, com vistas ao isolamento e caracterização in silico desses peptídeos. Através da busca nos genomas de Hevea brasiliensis, Manihot esculenta, Ricinus communis, Sorghum bicolor e Zea mays; bem como no transcriptoma de Vigna unguiculata foi verificado que apenas o genoma de Zea mays apresentou dois possíveis genes codificadores de ciclotídeos. Assim, primers foram desenhados para o isolamento destes genes em milho. Além da espécie Z. mays, as espécies Triticum aestivum (trigo) e Secale cereale (centeio), foram utilizadas para a tentativa de isolamento a partir dos pares de primers desenhados. Foram obtidos 19 fragmentos (amplicons), sendo quatro deles (zm315, zm316, zm317, sc359) com o domínio ciclotídeo, os três primeiros de milho e o último de centeio. Essas quatro sequências foram, então, submetidas a uma caracterização in silico, para predição da estrutura secundaria, terciaria e função predita. Verificou-se que esses peptídeos apresentam as seis cisteínas conservadas, três pontes dissulfeto e o padrão de aminoácidos entre as cisteínas, similar aos encontrados em ciclotídeos. Ainda foi possível a predição de algumas propriedades físico-químicas e modelagem por homologia para as quatro proteínas, o que mostrou a qualidade e confiabilidade dos modelos. Sugere-se que dois dos ciclotídeos isolados (zm315, zm316) pertençam a uma nova classe de peptídeos lineares, mas com características de ciclotídeos.