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Abstrato
Bioinformática e evolução da lipase pancreática de vertebrados e proteínas e genes relacionados
Roger S Holmes e Laura A Cox
Enquadramento: A lipase pancreática (PTL) funciona na presença de colipase na hidrólise das gorduras emulsionadas no intestino delgado após secreção do pâncreas. A proteína 1 relacionada com a lipase pancreática (PLR1) também se encontra nas secreções pancreáticas e pode desempenhar um papel regulador na lipólise; O PLR2 catalisa as reações pancreáticas dos triglicéridos e da galactolipase, enquanto o PLR3 pode desempenhar uma função de lipase relacionada, mas desconhecida. As sequências e estruturas comparativas de aminoácidos de PTL, PLR1, PLR2 e PLR3 e as localizações e sequências dos genes foram examinadas utilizando dados de vários projetos de genomas de vertebrados.
Métodos: Foram estudados alinhamentos de sequências e estruturas secundárias e terciárias previstas conservadas e identificados os principais resíduos e domínios de aminoácidos com base em relatórios anteriores sobre PTL humana e suína. As análises comparativas de genes semelhantes a PTL de vertebrados foram conduzidas utilizando o UC Santa Cruz Genome Browser. Estudos de filogenia investigaram a evolução destes genes semelhantes a PTL de vertebrados.
Dados: As sequências de PTL humanas e de ratinho partilhavam 78% de identidades, mas apenas 64-68% de identidades com sequências de PLR1 e PLR2 humanas e de ratinho. Vários domínios de PTL de vertebrados e de proteínas semelhantes a PTL foram previstos utilizando bioinformática, incluindo um péptido de sinal N; Local(is) de N-glicosilação; uma região de folding da α/β hidrolase contendo uma tríade catalítica; uma região de 'tampa' para o sítio activo; uma 'dobradiça' que separa as regiões lipase e PLAT; e uma região PLAT C-terminal. As sequências de PLR1 de mamíferos eutéricos retiveram resíduos (196Val/198Ala) responsáveis pela perda da atividade da triacilglicerol lipase, enquanto as sequências de PLR1 de vertebrados inferiores retiveram os resíduos de lipase "ativos". Em contraste, as sequências de PTL, PLR2 e PLR3 de mamíferos exibiram resíduos "activos" de lipase (196Ala/198Pro); as sequências PLR1 de galinha e rã retiveram os resíduos 'activos' da lipase; e as sequências PLR1 de gambá e ornitorrinco exibiram resíduos 196Ala/Ser198 e 196Ser/198Pro. Uma análise de árvore filogenética forneceu evidências de quatro famílias distintas de genes semelhantes a PTL em vertebrados.
Conclusões: A lipase pancreática (PTL) e os genes e proteínas relacionados (PLR1 e PLR2) estão presentes em todos os genomas de vertebrados examinados, enquanto o PLR3 apenas se encontra nos genomas de primatas. A forma 'inativa' do PLR1 vertebrado está restrita aos mamíferos eutérios. Os genes semelhantes a PTL de vertebrados aparentemente tiveram origem num ancestral vertebrado após eventos de duplicação genética de um gene ancestral semelhante a PTL. Duas linhas separadas de evolução genética semelhante a PTL são propostas em vertebrados inferiores (PTL/PLR1 e PLR2), com um evento adicional de duplicação genética (PLR2/PLR3) para genomas de primatas.