Defensinas vegetais : rotina de identificação e análise in silico

Abstract

A compreensão dos vários mecanismos de defesa vegetal tornou-se uma área central nas pesquisas mundiais. Em plantas, uma primeira linha de defesa contra invasores inclui uma variedade de peptídeos antimicrobianos, tais como defensinas - uma classe de pequenos peptídeos básicos, ricos em cisteínas, distribuídos por todos os reinos. A crescente disponibilidade de genomas completos recentemente sequenciados, grandes quantidades de sequências expressas (ESTs Expressed Sequence Tags) e o desenvolvimento de tecnologias computacionais ofereceram vários recursos e algoritmos que possibilitaram a aplicação de abordagens baseadas em bioinformática para identificar potenciais peptídeos antimicrobianos. Assim, o presente trabalho visou ao desenvolvimento de uma rotina computacional para identificar e caracterizar prováveis defensinas nos genomas vegetais atualmente sequenciados. Tal rotina foi desenvolvida com base em programas de computadores gratuitos disponíveis pela internet, envolvendo a integração de dados provindos de sequências, reconhecimento de padrões e motivos conservados em proteínas, perfil diferencial de expressão, análise evolutiva e modelagem comparativa. Um exemplo da aplicabilidade dessa rotina foi demonstrado usando o genoma expresso da cana-de-açúcar, evidenciando a presença de 17 sequências de prováveis defensinas, evolutivamente relacionadas com peptídeos com atividade antifúngica descritos em outras espécies. Em cana-de-açúcar parecem existir seis grupos de defensinas envolvidas na defesa do organismo, cujos membros, apesar de bastante similares, apresentam um padrão de expressão tecidual específico. A resolução da estrutura tridimensional através de modelagem comparativa mostrou peptídeos globulares anfifilícos altamente compactos, estabilizados por quatro pontes de cisteínas. A rotina estabelecida se mostrou eficaz e potencialmente aplicável tanto às defensinas como a qualquer classe de peptídeos antimicrobianos. O presente trabalho incluiu também revisões sobre o estado de arte atual das pesquisas com defensinas vegetais, sua identificação e os principais bancos de dados que as compõem, revelando que a eficiência da estratégia utilizada em cana-de-açúcar, especialmente se integrada a dados oriundos de diversas fontes. Informações preliminares como as presentemente apresentadas são fundamentais para a escolha de moléculas com potencial antimicrobiano para o desenvolvimento de produtos farmacológicos