Prospecção, caracterização e predição in silico de lectinas de feijão-caupi visando à seleção de um novo composto antimicrobiano

Abstract

As lectinas têm suscitado considerável interesse devido ao seu significativo potencial biotecnológico e sua aplicação no aprimoramento de plantas. Um exemplo é o feijão- caupi, uma espécie de relevância econômica que dispõe de recursos genômicos prontamente acessíveis. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar lectinas no genoma e no transcriptoma do feijão-caupi, utilizando abordagens bioinformáticas para avaliar sua estrutura e função. Para isso, dados transcriptômicos (RNA-Seq) previamente gerados por nosso grupo foram analisados, incluindo estresses abiótico (desidratação radcular) e biótico (inoculação viral com Cowpea aphid-borne mosaic virus ou Cowpea severe mosaic virus). Sequências- sonda de lectinas foram recuperadas em bancos de dados específicos e alinhadas ao genoma da espécie. Além disso, foi realizada uma análise experimental em casa de vegetação utilizando o fungo Macrophomina pseudophaseolina. No genoma, foram identificadas 246 lectinas candidatas, das quais 76 apresentavam regiões de peptídeo sinal e pontes dissulfeto. A análise de expressão diferencial revelou 26 alvos diferencialmente expressos foram exclusividos do estresse abiótico, enquanto 28 foram exclusivos do estresse abiótico e 17 compartilharam expressão em ambos os tempos. A investigação de ancoragem no genoma revelou que a maior parte dos alvos está localizada no cromossomo cinco. Quanto à previsão in silico da atividade antimicrobiana, tiveram 36 lectinas com atividade antifúngica e duas com propriedades antibacterianas. Cinco alvos foram selecionados para o desenho racional, sendo gerados 1.000 modelos para cada candidato e realizado dinâmica molecular. Na dinâmica em reação aquosa, algumas estruturas se mantiveram estáveis ao longo da análise, enquanto outras apresentaram pequenas oscilações. Os candidatos identificados mostraram-se promissores, sendo alguns alvos validados por qPCR. Foram realizados também testes in vitro com as lectinas racionalmente modificados, que indicaram atividade antibacteriana e/ou antifúngica em dosagens não citototóxicas. Os resultados apresentados demonstram a diversidade estrutural e funcional das lectinas do feijão-caupi, bem como o potencial dos peptídeos antimicrobianos desenhados racionalmente.