Caracterização in silico da DARPP-32 em seres humanos
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
Introdução: PPP1R1A, PPP1R1B e PPP1R1C são membros de uma família proteica
conhecida pelo efeito inibitório da proteíno fosfatase 1 (PP1). Dentre elas, a PPP1R1B
(DARPP-32) é a mais estudada, pois as investigações relacionam estas proteínas,
especialmente, a DARPP-32, a várias doenças humanas como o câncer, a
esquizofrenia e a dependência química. Trabalhos in silico a respeito dessas proteínas
são escassos e a estrutura tridimensional ainda é desconhecida. Justificativa:
Compreender as propriedades e a função de um grupo particular de proteínas, que
podem proporcionar o entendimento sobre a bioquímica, a fisiologia e, também, os
efeitos biológicos que podem auxiliar em trabalhos futuros acerca de alternativas
terapêuticas contra as diversas enfermidades em que estas proteínas estão
envolvidas. Objetivos: Avaliar a biodiversidade molecular da DARPP-32 e os
potenciais homólogos que ela possui. a) Identificar os potenciais homólogos da
DARPP-32 em humanos; b) Caracterizar as propriedades bioquímicas; c) Avaliar a
arquitetura proteica dos alvos moleculares selecionados; d) Construir alinhamentos
de múltiplas sequências; e) Identificar padrões de conservação e divergência nessas
sequências. Metodologia: a) Levantamento bibliográfico; b) Buscas em bancos de
dados e ferramentas de bioinformática; c) Busca por sequências e identificação de
potenciais homólogos; d) Avaliação da arquitetura proteica; e) Classificação das
sequências proteicas; f) Caracterização bioquímica das proteínas de interesse; g)
Construção dos alinhamentos de múltiplas sequências. Resultados e Discussão:
Foram identificados potenciais homólogos de DARPP-32. As PPP1R1A, PPP1R1B e
PPP1R1C compartilham um domínio (Pfam: PF05395), que determinam as
propriedades bioquímicas delas, como a desordem estrutural e as interações
moleculares. Apenas a PPP1R1B possui uma região rica em glutamato. As
propriedades físico-químicas foram analisadas, identificando as sub-regiões de
desordem nessas proteínas. Sendo que, os resultados mostram que a DARPP-32 e
outros membros dessa família de proteínas são Proteínas Intrinsecamente
Desordenadas (PIDs) possuindo resíduos potencialmente fosforilados,
especialmente, serina e treonina, e outras modificações pós-traducionais. Conclusão
e Perspectivas: Este trabalho ajudará na compreensão da estrutura e função dessas
proteínas, (especialmente a DARPP-32), auxiliando pesquisas a respeito da evolução
molecular e terapias contra enfermidades em que estão envolvidas.
Abstract
Introduction: PPPR1A, PPPR1B and PPPR1C are members of a protein family
known for its inhibitory effect of protein phosphatase 1 (PP1). Among them, PPPR1B
(DARPP-32) is the most studied. Some investigations relate these proteins, especially
DARPP-32, to several human diseases such as cancer, schizophrenia and chemical
dependence. In silico studies about these proteins are scarce and their three-
dimensional structure is still unknown. Justification: Understand the properties and
function of a particular group of proteins, providing an understanding of their
biochemistry, physiology and biological effects that may assist future studies on
therapeutic alternatives against various diseases in which these proteins are involved.
Goals: Evaluate the molecular biodiversity of DARPP-32 and its potential
counterparts. a) Identify potential homologues of DARPP-32 in humans; b)
Characterize their biochemical properties; c) Evaluate the protein architecture of
selected molecular targets; d) Construct multiple sequence alignments; e) Identify
patterns of conservation and divergence in these sequences. Methodology: a)
Bibliographic survey; b) Searches in databases and bioinformatics tools; c) Search for
sequences and identification of potential homologues; d) Evaluation of protein
architecture; e) Classification of protein sequences; f) Biochemical characterization of
proteins of interest; g) Construction of multiple sequence alignments. Results and
Discussion: It has been identified some Potential homologues of DARPP-32.
PPP1R1A, PPP1R1B and PPP1R1C share a domain (Pfam: PF05395) that
determines their biochemical properties such as structural disorder and molecular
interactions. Only PPP1R1B has a glutamate-rich region. The physicochemical
properties were analyzed by identifying disorder sub-regions in these proteins. The
results show that DARPP-32 and other members of this protein family are Intrinsically
Disordered Proteins (PIDs) possessing potentially phosphorylated residues, especially
in serine and threonine, and other post-translational modifications. Conclusion and
Perspectives: This work will help understanding the structure and function of these
proteins (especially DARPP-32), assisting research on the molecular evolution and
therapies against diseases in which they are involved.
Assunto
Genética, Fosfoproteína 32 Regulada por cAMP e Dopamina, Homologia de Genes, Bioquímica, Domínios Proteicos, Proteínas Intrinsicamente Desordenadas, Alinhamento de Sequência
Palavras-chave
Darpp-32, Homologia, Caracterização bioquímica, Domínio proteico, Proteínas intrinsecamente desordenadas, Alinhamento de sequência
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