Revista de minería de datos en genómica y proteómica

Abstracto

Bioinformática y evolución de la lipasa pancreática de vertebrados y proteínas y genes relacionados

Roger S Holmes y Laura A Cox

Antecedentes: La lipasa pancreática (PTL) funciona en presencia de colipasa en la hidrólisis de grasas emulsionadas en el intestino delgado después de la secreción del páncreas. La proteína 1 relacionada con la lipasa pancreática (PLR1) también se encuentra en las secreciones pancreáticas y puede desempeñar una función reguladora en la lipólisis; PLR2 cataliza las reacciones de triglicéridos y galactolipasa pancreáticas, mientras que PLR3 puede cumplir una función lipásica relacionada pero desconocida. Se examinaron las secuencias y estructuras de aminoácidos y las ubicaciones y secuencias de genes de PTL, PLR1, PLR2 y PLR3 comparativas utilizando datos de varios proyectos de genoma de vertebrados.

Métodos: Se estudiaron los alineamientos de secuencias y las estructuras secundarias y terciarias conservadas predichas y se identificaron los residuos y dominios de aminoácidos clave en base a informes previos sobre PTL humana y porcina. Se realizaron análisis comparativos de genes similares a PTL de vertebrados utilizando el UC Santa Cruz Genome Browser. Los estudios de filogenia investigaron la evolución de estos genes similares a PTL de vertebrados.

Datos: Las secuencias PTL humanas y de ratón compartían un 78% de identidades, pero solo un 64-68% de identidades con las secuencias PLR1 y PLR2 humanas y de ratón. Se predijeron varios dominios de proteínas PTL y similares a PTL de vertebrados utilizando bioinformática, incluidos un péptido señal N; sitio(s) de N-glicosilación; una región de pliegue de α/β hidrolasa que contenía una tríada catalítica; una región de "tapa" para el sitio activo; una "bisagra" que separa las regiones de lipasa y PLAT; y una región PLAT C-terminal. Las secuencias PLR1 de mamíferos euterios conservaron residuos (196Val/198Ala) responsables de la pérdida de la actividad de la lipasa de triacilglicerol, mientras que las secuencias PLR1 de vertebrados inferiores conservaron los residuos de lipasa "activos". Por el contrario, las secuencias PTL, PLR2 y PLR3 de mamíferos exhibieron residuos "activos" de lipasa (196Ala/198Pro); Las secuencias PLR1 de pollo y rana conservaron los residuos "activos" de la lipasa; y las secuencias PLR1 de zarigüeya y ornitorrinco exhibieron residuos 196Ala/Ser198 y 196Ser/198Pro. Un análisis del árbol filogenético proporcionó evidencia de cuatro familias distintas de genes similares a PTL en vertebrados.

Conclusiones: La lipasa pancreática (PTL) y los genes y proteínas relacionados (PLR1 y PLR2) están presentes en todos los genomas de vertebrados examinados, mientras que PLR3 se encuentra solo en los genomas de primates. La forma "inactiva" de PLR1 de vertebrados está restringida a los mamíferos euterios. Los genes similares a PTL de vertebrados aparentemente se originaron en un ancestro vertebrado después de eventos de duplicación génica de un gen ancestral similar a PTL. Se proponen dos líneas separadas de evolución de genes similares a PTL en vertebrados inferiores (PTL/PLR1 y PLR2), con un evento de duplicación génica adicional (PLR2/PLR3) para los genomas de primates.