Selenoproteïnes en Plasmodium vivax
Clara Conill, Estel Enreig, Albert Gil, Carlos González, Jordina Guillén
Facultat de Ciències de la Salut i de la Vida
Universitat Pompeu Fabra
Aquesta és la segona selenoproteïna específica del gènere Plasmodium. I com en les altres 3, encara no se'n coneix la funció.
RECERCA DE SEL 2 EN Plasmodium vivax
A partir de la seva homòloga en Plasmodium falciparum, volíem ser capaços de trobar aquesta selenoproteïna en el genoma de Plasmodium vivax.
Primerament, es va realitzar un TBLASTN contra tot el genoma del nostre organisme emprant com a query la seqüència de la proteïna trobada a Plasmodium falciparum. Vam obtenir un alineament molt bo amb un e-value molt significatiu, el que és indicatiu de la presència d'una proteïna homòloga en el nostre genoma
Resultats TBLASTN:
 |
| Figura 1. Resultats TBLASTN |
| Descarrega't l'arxiu |
Amb els resultats del TBLASTN vam poder localitzar la seqüència putativa de la proteína homòloga a Sel 2 en Plasmodium vivax (ctg_6878). Vam aïllar el fragment del contig on ens havia donat l'alineament significatiu i vam buscar la seqüència complementària a la nostra (mitjançant la comanda fastarevcomp des del Shell) ja que ens interessava la cadena forward per poder emprar el programa GeneWise. Amb aquest vam poder predir l'estructura del gen així com la seqüència aminoacídica de la proteïna (resultats GeneWise).
A continuació es mostra el primer fragment del resultat obtingut:
sel2 1 MKAYYVVIILKVVLLLFFSYDFIFLKNEDNIIKGKGSSFLKSSYELLFV K YY+ ++LKV+LLLF+SYDFI+LK+ + G +FLK SYE LFV AKMYYLKLFLKVLLLLFLSYDFIILKSGTSKALHGGGNFLKESYEFLFV subseq(241000,6 2838 gaattcattcagttccttatgtaataagaaagtcgggattagatgtttg cataatatttatttttttgaattttaggcgactagggattaagaatttt cagtcaaacggaggtctacctcctggcgtcacgtggactaaatcatacc sel2 50 QKDVLLPHIKKNNQISIFLCRS-QSQYIINKIKNYFDILNKGRETEIYF QKD L +I ++NQISI+ C+S QS Y++++IK YFD+LN G +TEIYF QKDTLPSYINRDNQISIYFCKSXQSHYVLSRIKKYFDLLNHGEDTEIYF subseq(241000,6 2985 cagaccttaaagacatatttattctctgtaaaaattgttacgggagatt aaactccatagaaatctatgacgacaattggtaaatattaagaacatat agcacaacatgctgtctttcacaagctgatgaaatctaactggcgaatt
Els resultats del GeneWise mostren que s'ha alineat la nostra selenocisteína de la Sel 2 de Plasmodium falciparum amb un TGA present a la seqüència genòmica del nostre organisme. Com hem dit, aquest programa ens va servir per a predir la proteïna Sel 2 en Plasmodium vivax. L'alineament que dóna GeneWise no ens va predir una proteïna que comenci per metionina. En aquestes condicions, no sabíem si aquesta proteïna tindria el seu codó d'inici abans de la seqüència que ens va alinear aquest programa o després. Per tal de comprovar això, vam realitzat un TBLASTN contra els mRNA transcrits del nostre genoma utilitzant com a query aquesta proteïna predita. Aquesta cerca no donà hits significatius, pel que optàrem per fer el mateix procediment contra els EST del genoma de Plasmodium vivax. En aquest cas sí que vam obtenir hits significatius i ens va demostrar que probablement l'inici de la nostra proteïna es troba pocs aminoàcids després de l'inici de l'alineament que ens ha realitzat el programa.
 |
| Figura 2. Resultats TBLASTN EST |
| Descarrega't l'arxiu |
Paral·lelament realitzàrem una cerca d'elements SECIS per a confirmar que el gen que d'estudi és una selenoproteïna en Plasmodium vivax. Aquest estudi ens va permetre localitzar també aquest element SECIS en la nostra seqüència genòmica.
 |
| Figura 2. SECIS Sel 2 |
La proteïna que vam predir i l'estructura gènica que vàrem proposar pot ser contrastada amb els resultats del programa Exonerate, el qual ens dóna un gen amb un únic exó i també ens corroborà l'existència d'un codó TGA, indicatiu de que es tracta d'una selenoproteïna.
Com a resum de l'estructura del gen:
# seqname source feature start end score strand frame attributes Plasmodium_vivax_SaI-1|ctg_6878|2005-09-01|ds-DNA|Plasmodium_vivax_TIGR exonerate:protein2genome gene 243462 244163 1210 - .
gene_id 1 ; sequence subseq(241000,6000).[2838:3536].sp.tr ; gene_orientation . Plasmodium_vivax_SaI-1|ctg_6878|2005-09-01|ds-DNA|Plasmodium_vivax_TIGR exonerate:protein2genome cds 243462 244163 . - . Plasmodium_vivax_SaI-1|ctg_6878|2005-09-01|ds-DNA|Plasmodium_vivax_TIGR exonerate:protein2genome exon 243462 244163 . - .
insertions 0 ; deletions 0 Plasmodium_vivax_SaI-1|ctg_6878|2005-09-01|ds-DNA|Plasmodium_vivax_TIGR exonerate:protein2genome similarity 243462 244163 1210 -
. alignment_id 1 ; Query subseq(241000,6000).[2838:3536].sp.tr ; Align 244164 1 702
| Figura 3. Resultats Exonerate (.gff) |
Després, per tal de comprovar que la proteïna trobada conserva la funcionalitat respecte a la Sel 2 de Plasmodium falciparum, férem un estudi comparatiu amb el programa InterProScan per trobar els dominis funcionals que hi ha a la seqüència aminoacídica de Sel 2 de Plasmodium falciparum i els que es troben a la proteïna predita en el nostre genoma.
  |
| Figura 4. Dominis Sel 2 en P. falciparum (esquerra) i en P.vivax (dreta) |
Tal i com s'observa, els dominis transmembrana estan conservats en ambdues proteïnes, pel que podem concloure que, a més d'haver trobat la seqüència de Sel 2 al nostre genoma, hem confirmat que aquesta preserva les seves funcions respecte la seva homòloga en Plasmodium falciparum.
Així doncs, l'estructura de Sel 2 i el seu element SECIS queda definida així:
| |
| Figura 5. Esquema de Sel 2 |