Assessment of melatonin-alpha adrenergic receptor complexes by molecular docking analysis / Avaliação dos complexos melatonina-receptores alfa-adrenérgicos por análises de docagem molecular

The pineal melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a molecule associated in a way or another with probably all physiological systems, aiming to fulfil its functional integrative roles in central nervous system activity, sleep and wakefulness cycles, energy metabolism and thermoregulation, immune, reproductive, endocrine, cardiovascular, respiratory and excretory systems. Within this context, the present study aimed to assess in silico the formation of complexes between ligand melatonin and other potential receptor proteins by molecular docking analyses. The main steps established in this experimental procedure were: a) search and selection of the 3D structure of the melatonin from DrugBank; b) search and selection of 3D structures of other target receptor proteins using STRING, protein BLAST and database PDB; and c) formation of the complexes between melatonin and receptors selected using AutoDock4.0 server by molecular docking analyses. High reliability score and significant similarity were only identified between type 1B melatonin and alpha-2A adrenergic receptor. Thus, molecular docking assays were carried out using ligand melatonin and crystallographic structures of the alpha-2A adrenergic receptor coupled to an antagonist (ID PDB 6kux) and a partial agonist (ID PDB 6kuy) available in the database PDB. Binding energy values of -6.79 and -6.98 kcal/mol and structural stability by non-covalent intermolecular interactions were predicted during the formation of complexes between melatonin and alpha-2A adrenergic receptor 6kux and 6kuy, respectively. In this way, the findings described in current study may indicate strong interactions between melatonin and adrenoceptors, suggesting its possible partial agonist effect on the activation of the alfa-2A adrenergic receptor.(AU)

A melatonina pineal (N-acetil-5-metoxitriptamina) é uma molécula associada de um modo ou outro com provavelmente todos os sistemas fisiológicos, visando cumprir seus papéis funcionais integradores na atividade do sistema nervoso central, ciclos de sono e vigília, metabolismo energético e termorregulação, sistemas imunológico, reprodutivo, endócrino, cardiovascular, respiratório e excretor. Assim, o presente estudo objetivou avaliar in silico a formação de complexos entre o ligante melatonina e outras proteínas potenciais receptoras por meio de análises de docagem molecular. As principais etapas estabelecidas neste procedimento experimental foram: a) busca e seleção da estrutura 3D da melatonina a partir do banco de dados DrugBank; b) busca e seleção de estruturas 3D de outras proteínas receptoras-alvo utilizando STRING, proteína BLAST e o banco de dados PDB; e c) avaliação da formação dos complexos entre melatonina e receptores selecionados a partir do servidor AutoDock4.0 para análises de docagem molecular. Alto escore de confiabilidade e similaridade significativa foram identificados apenas entre a melatonina do tipo 1B e o receptor alfa-2A adrenérgico. Valores de energia de ligação de -6,79 e -6,98 kcal/mol e estabilidade estrutural pela presença de interações intermoleculares não covalentes foram preditos durante a formação de complexos entre o ligante melatonina e os receptores adrenérgico alfa-2A 6kux e 6kuy, respectivamente. Dessa forma, os achados descritos no presente estudo podem indicar fortes interações entre melatonina e adrenoceptores, sugerindo seu possível efeito agonista parcial na ativação do receptor alfa-2A adrenérgico.(AU)

In silico prediction of the functional and structural consequences of the non-synonymous single nucleotide polymorphism A122V in bovine CXC chemokine receptor type 1 / Predição in silico das consequências funcionais e estruturais do polimorfismo de nucleotídeo único não-sinônimo A122V no receptor de quimiocina CXC do tipo I bovino

The current study aimed to assess whether the A122V causal polymorphism promotes alterations in the functional and structural proprieties of the CXC chemokine receptor type 1 protein (CXCR1) of cattle Bos taurus by in silico analyses. Two amino acid sequences of bovine CXCR1 was selected from database UniProtKB/Swiss-Prot: a) non-polymorphic sequence (A7KWG0) with alanine (A) at position 122, and b) polymorphic sequence harboring the A122V polymorphism, substituting alanine by valine (V) at same position. CXCR1 sequences were submitted as input to different Bioinformatics' tools to examine the effects of this polymorphism on functional and structural stabilities, to predict eventual alterations in the 3-D structural modeling, and to estimate the quality and accuracy of the predictive models. The A122V polymorphism exerted tolerable and non-deleterious effects on the polymorphic CXCR1, and the predictive structural model for polymorphic CXCR1 revealed an alpha helix spatial structure typical of a receptor transmembrane polypeptide. Although higher variations in the distances between pairs of amino acid residues at target-positions are detected in the polymorphic CXCR1 protein, more than 97% of the amino acid residues in both models were located in favored and allowed conformational regions in Ramachandran plots. Evidences has supported that the A122V polymorphism in the CXCR1 protein is associated with increased clinical mastitis incidence in dairy cows. Thus, the findings described herein prove that the replacement of the alanine by valine amino acids provokes local conformational changes in the A122V-harboring CXCR1 protein, which could directly affect its post-translational folding mechanisms and biological functionality.(AU)

O presente estudo objetivou avaliar se o polimorfismo causal A122V promove alterações nas propriedades funcionais e estruturais da proteína receptora de quimiocina CXC do tipo 1 (CXCR1) de bovino Bos taurus por análises in silico. Duas sequências de aminoácidos da CXCR1 bovina foram selecionadas a partir do banco de dados UniProtKB/Swiss-Prot: a) sequência não-polimórfica (A7KWG0) contendo alanina (A) na posição 122, e b) sequência polimórfica carreando o polimorfismo A122V, causando a substituição de alanina por valina (V) na mesma posição. As sequências CXCR1 foram analisadas por diferentes ferramentas de Bioinformática para examinar o efeito desse polimorfismo sobre sua estabilidade, função e estrutura, predizer eventuais alterações na sua modelagem estrutural 3-D, bem como estimar a qualidade dos modelos preditos. O polimorfismo A122V exerceu efeitos toleráveis e não-deletérios sobre a CXCR1 polimórfica, apresentando um modelo estrutural de alfa-hélice típico de uma proteína receptora transmembranar para ambas as proteínas. Embora maiores variações nas distâncias entre os pares de aminoácidos nas posições-alvo tenham sido detectadas na proteína polimórfica, mais do que 97% dos aminoácidos em ambos os modelos foram situados em regiões ditas favoráveis e permitidas nos diagramas de Ramachandran. Evidências sustentam que o polimorfismo de nucleotídeo único A122V na proteína receptora CXCR1 está associado à aumentada incidência de mastite clínica em vacas leiteiras. Assim, as descobertas descritas aqui comprovam que a substituição do aminoácido alanina por valina provoca mudanças conformacionais locais na proteína CXCR1 polimórfica, que podem estar diretamente afetando seus mecanismos de enovelamento pós-traducionais e sua função biológica.(AU)

In silico prediction of the functional and structural consequences of the non-synonymous single nucleotide polymorphism A122V in bovine CXC chemokine receptor type 1

Abstract The current study aimed to assess whether the A122V causal polymorphism promotes alterations in the functional and structural proprieties of the CXC chemokine receptor type 1 protein (CXCR1) of cattle Bos taurus by in silico analyses. Two amino acid sequences of bovine CXCR1 was selected from database UniProtKB/Swiss-Prot: a) non-polymorphic sequence (A7KWG0) with alanine (A) at position 122, and b) polymorphic sequence harboring the A122V polymorphism, substituting alanine by valine (V) at same position. CXCR1 sequences were submitted as input to different Bioinformatics tools to examine the effects of this polymorphism on functional and structural stabilities, to predict eventual alterations in the 3-D structural modeling, and to estimate the quality and accuracy of the predictive models. The A122V polymorphism exerted tolerable and non-deleterious effects on the polymorphic CXCR1, and the predictive structural model for polymorphic CXCR1 revealed an alpha helix spatial structure typical of a receptor transmembrane polypeptide. Although higher variations in the distances between pairs of amino acid residues at target-positions are detected in the polymorphic CXCR1 protein, more than 97% of the amino acid residues in both models were located in favored and allowed conformational regions in Ramachandran plots. Evidences has supported that the A122V polymorphism in the CXCR1 protein is associated with increased clinical mastitis incidence in dairy cows. Thus, the findings described herein prove that the replacement of the alanine by valine amino acids provokes local conformational changes in the A122V-harboring CXCR1 protein, which could directly affect its post-translational folding mechanisms and biological functionality.

Resumo O presente estudo objetivou avaliar se o polimorfismo causal A122V promove alterações nas propriedades funcionais e estruturais da proteína receptora de quimiocina CXC do tipo 1 (CXCR1) de bovino Bos taurus por análises in silico. Duas sequências de aminoácidos da CXCR1 bovina foram selecionadas a partir do banco de dados UniProtKB/Swiss-Prot: a) sequência não-polimórfica (A7KWG0) contendo alanina (A) na posição 122, e b) sequência polimórfica carreando o polimorfismo A122V, causando a substituição de alanina por valina (V) na mesma posição. As sequências CXCR1 foram analisadas por diferentes ferramentas de Bioinformática para examinar o efeito desse polimorfismo sobre sua estabilidade, função e estrutura, predizer eventuais alterações na sua modelagem estrutural 3-D, bem como estimar a qualidade dos modelos preditos. O polimorfismo A122V exerceu efeitos toleráveis e não-deletérios sobre a CXCR1 polimórfica, apresentando um modelo estrutural de alfa-hélice típico de uma proteína receptora transmembranar para ambas as proteínas. Embora maiores variações nas distâncias entre os pares de aminoácidos nas posições-alvo tenham sido detectadas na proteína polimórfica, mais do que 97% dos aminoácidos em ambos os modelos foram situados em regiões ditas favoráveis e permitidas nos diagramas de Ramachandran. Evidências sustentam que o polimorfismo de nucleotídeo único A122V na proteína receptora CXCR1 está associado à aumentada incidência de mastite clínica em vacas leiteiras. Assim, as descobertas descritas aqui comprovam que a substituição do aminoácido alanina por valina provoca mudanças conformacionais locais na proteína CXCR1 polimórfica, que podem estar diretamente afetando seus mecanismos de enovelamento pós-traducionais e sua função biológica.

In silico prediction of the functional and structural consequences of the non-synonymous single nucleotide polymorphism A122V in bovine CXC chemokine receptor type 1

Abstract The current study aimed to assess whether the A122V causal polymorphism promotes alterations in the functional and structural proprieties of the CXC chemokine receptor type 1 protein (CXCR1) of cattle Bos taurus by in silico analyses. Two amino acid sequences of bovine CXCR1 was selected from database UniProtKB/Swiss-Prot: a) non-polymorphic sequence (A7KWG0) with alanine (A) at position 122, and b) polymorphic sequence harboring the A122V polymorphism, substituting alanine by valine (V) at same position. CXCR1 sequences were submitted as input to different Bioinformatics tools to examine the effects of this polymorphism on functional and structural stabilities, to predict eventual alterations in the 3-D structural modeling, and to estimate the quality and accuracy of the predictive models. The A122V polymorphism exerted tolerable and non-deleterious effects on the polymorphic CXCR1, and the predictive structural model for polymorphic CXCR1 revealed an alpha helix spatial structure typical of a receptor transmembrane polypeptide. Although higher variations in the distances between pairs of amino acid residues at target-positions are detected in the polymorphic CXCR1 protein, more than 97% of the amino acid residues in both models were located in favored and allowed conformational regions in Ramachandran plots. Evidences has supported that the A122V polymorphism in the CXCR1 protein is associated with increased clinical mastitis incidence in dairy cows. Thus, the findings described herein prove that the replacement of the alanine by valine amino acids provokes local conformational changes in the A122V-harboring CXCR1 protein, which could directly affect its post-translational folding mechanisms and biological functionality.

Resumo O presente estudo objetivou avaliar se o polimorfismo causal A122V promove alterações nas propriedades funcionais e estruturais da proteína receptora de quimiocina CXC do tipo 1 (CXCR1) de bovino Bos taurus por análises in silico. Duas sequências de aminoácidos da CXCR1 bovina foram selecionadas a partir do banco de dados UniProtKB/Swiss-Prot: a) sequência não-polimórfica (A7KWG0) contendo alanina (A) na posição 122, e b) sequência polimórfica carreando o polimorfismo A122V, causando a substituição de alanina por valina (V) na mesma posição. As sequências CXCR1 foram analisadas por diferentes ferramentas de Bioinformática para examinar o efeito desse polimorfismo sobre sua estabilidade, função e estrutura, predizer eventuais alterações na sua modelagem estrutural 3-D, bem como estimar a qualidade dos modelos preditos. O polimorfismo A122V exerceu efeitos toleráveis e não-deletérios sobre a CXCR1 polimórfica, apresentando um modelo estrutural de alfa-hélice típico de uma proteína receptora transmembranar para ambas as proteínas. Embora maiores variações nas distâncias entre os pares de aminoácidos nas posições-alvo tenham sido detectadas na proteína polimórfica, mais do que 97% dos aminoácidos em ambos os modelos foram situados em regiões ditas favoráveis e permitidas nos diagramas de Ramachandran. Evidências sustentam que o polimorfismo de nucleotídeo único A122V na proteína receptora CXCR1 está associado à aumentada incidência de mastite clínica em vacas leiteiras. Assim, as descobertas descritas aqui comprovam que a substituição do aminoácido alanina por valina provoca mudanças conformacionais locais na proteína CXCR1 polimórfica, que podem estar diretamente afetando seus mecanismos de enovelamento pós-traducionais e sua função biológica.

Temporal expression pattern of myostatin transcripts during chicken embryogenesis / Padrão de expressão temporal de transcritos de miostatina durante a embriogênese da galinha

No presente estudo, estimou-se a abundância dos transcritos da miostatina foi estimada durante a embriogênese de galinha por análises de RT-PCR competitiva. Níveis basais de mRNA desse gene foram detectados até o estádio HH15, enquanto acúmulos significativos nesses níveis foram observados apenas no estádio HH24, seguido por redução na abundância desses transcritos a partir do estádio HH26. Tais descobertas preliminares proporcionam informações relevantes sobre a ativação do fator de crescimento miostatina durante o desenvolvimento in ovo de aves.(AU)