Identificação de uma possível lectina de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir em bancos de sequências genômicas e modelagem computacional da sua estrutura tridimensional

Lectins are proteins of non-immune origin that specifically bind to carbohydrates. These proteins are often found in legumes, where they perform functions such as protection against pathogens and insects. Given this, in recent years researchers have been awakening interest in its possible biotechnol...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Fernanda de Macêdo
Outros Autores: Andrade, Maria Luciana Lira de
Formato: bachelorThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Estrutura terciária
Lectina de leguminosa
Estudos genômicos
Tertiary structure
Legume lectin
Genomic studies
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56016
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Silva, Fernanda de Macêdo
Identificação de uma possível lectina de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir em bancos de sequências genômicas e modelagem computacional da sua estrutura tridimensional
description Lectins are proteins of non-immune origin that specifically bind to carbohydrates. These proteins are often found in legumes, where they perform functions such as protection against pathogens and insects. Given this, in recent years researchers have been awakening interest in its possible biotechnological applications for agriculture. Thus, in this study, bioinformatics tools were used to search for lectin isoforms in Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir, a legume species popularly known as jurema-preta. Genome sequences of this species were searched in a biological database, where the fastq files with the reads were downloaded with the SRA-Toolkit and subjected to quality analysis with FastQC. Data quality was improved with Trimmomatic software and normalized with BBNorm. After obtaining quality data, the species' genome was assembled using the “de novo assembly” approach with the Velvet program, where it was subsequently aligned with the primary sequence of a lectin from the species Prosopis alba using the tBLASTn tool, in which one of the contigs showed 98% similarity, indicating the existence of a probable lectin. The consensus nucleotide sequence resulting from the alignment of all contigs was subjected to modeling, using two software with different modeling approaches, to verify which would predict the best structure. The model generated by artificial intelligence, through the AlphaFold program, was the one that presented better quality compared to the Swiss-model model, generated by homology. The quality assessment of the models was carried out using the Swiss-Model server, where clashscore values, unfavorable rotations, long connections, bad angles and the Ramachandran Chart were assessed. The model obtained in this work of the jurema-preta lectin can assist in future studies for a more in-depth assessment of the interaction of this protein with other molecules, thus contributing to the advancement of knowledge in this area.
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Given this, in recent years researchers have been awakening interest in its possible biotechnological applications for agriculture. Thus, in this study, bioinformatics tools were used to search for lectin isoforms in Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir, a legume species popularly known as jurema-preta. Genome sequences of this species were searched in a biological database, where the fastq files with the reads were downloaded with the SRA-Toolkit and subjected to quality analysis with FastQC. Data quality was improved with Trimmomatic software and normalized with BBNorm. After obtaining quality data, the species' genome was assembled using the “de novo assembly” approach with the Velvet program, where it was subsequently aligned with the primary sequence of a lectin from the species Prosopis alba using the tBLASTn tool, in which one of the contigs showed 98% similarity, indicating the existence of a probable lectin. The consensus nucleotide sequence resulting from the alignment of all contigs was subjected to modeling, using two software with different modeling approaches, to verify which would predict the best structure. The model generated by artificial intelligence, through the AlphaFold program, was the one that presented better quality compared to the Swiss-model model, generated by homology. The quality assessment of the models was carried out using the Swiss-Model server, where clashscore values, unfavorable rotations, long connections, bad angles and the Ramachandran Chart were assessed. The model obtained in this work of the jurema-preta lectin can assist in future studies for a more in-depth assessment of the interaction of this protein with other molecules, thus contributing to the advancement of knowledge in this area. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico As lectinas são proteínas de origem não imune que se ligam de maneira específica a carboidratos. Essas proteínas são encontradas frequentemente em leguminosas, onde desempenham funções como a proteção contra patógenos e insetos. Diante disso, nos últimos anos os pesquisadores vêm despertando o seu interesse sobre as suas possíveis aplicações biotecnológicas para a agricultura. Assim, neste estudo foram utilizadas ferramentas de bioinformática para a prospecção de isoformas de lectinas na Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir, uma espécie de leguminosa conhecida popularmente como jurema-preta. Foram pesquisados em banco de dados biológicos sequências do genoma dessa espécie, onde os arquivos fastq com os reads foram baixados com o SRA-Toolkit e submetidos a análise de qualidade com o FastQC. A qualidade dos dados foi melhorada com o software Trimmomatic e normalizados com o BBNorm. Após a obtenção dos dados com qualidade, o genoma da espécie foi montado por meio da abordagem de “montagem de novo” com o programa Velvet, onde posteriormente foi alinhada com a sequência primária de uma lectina da espécie Prosopis alba utilizando a ferramenta tBLASTn, no qual uma das contig apresentou 98% de similaridade, indicando a existência de uma provável lectina. A sequência nucleotídica consenso resultante do alinhamento de todas as contigs foi submetida a modelagem, utilizando dois softwares com abordagens de modelagem distintas, para verificar qual iria predizer a melhor estrutura. O modelo gerado por inteligência artificial, através do programa AlphaFold, foi o que apresentou melhor qualidade em comparação ao modelo do Swiss-model, gerado por homologia. A avaliação de qualidade dos modelos foi realizada através do servidor Swiss-Model, onde foram apreciados os valores de clashscore, rotâmentos desfavoráveis, ligações com comprimentos, ângulos ruins e Gráfico de Ramachandran. O modelo obtido neste trabalho da lectina de jurema-preta pode auxiliar em estudos futuros para uma avaliação mais aprofundada da interação dessa proteína com outras moléculas, contribuindo assim para o avanço do conhecimento nessa área. 2023-12-18T13:13:41Z 2023-12-18T13:13:41Z 2023-12-04 bachelorThesis SILVA, Fernanda de Macêdo. Identificação de uma possível lectina de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir em bancos de sequências genômicas e modelagem computacional da sua estrutura tridimensional. Orientação: Maria Luciana Lira de Andrade. 2023. 34f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Agronômica) - Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Macaíba, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56016 pt_BR CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Engenharia Agronômica Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias

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