Phylogenetic classification of feline immunodeficiency virus

Background: The feline immunodeficiency virus (FIV) is responsible for a retroviral disease that affects domestic and wild cats worldwide, causing Feline Acquired Immunodeficiency Syndrome (FAIDS). FIV is a lentivirus from the family Retroviridae and its genome has 3 main structural genes: gag, pol and env. Phylogenetic studies have classified FIV into 7 subtypes according to the diversity among strains from the World, mainly in the env gene. Epidemiological analyses have demonstrated the high predominance of FIV-A and FIV-B. This in silico study aimed to perform a phylogenetic analysis to study FIV diversity worldwide. Materials, Methods & Results: A total of 60 whole genome sequences (WGS) and 122 FIV env gene sequences were included in 2 datasets, which were aligned using MAFFT version 7. Recombination among genomes and/or env genes was analyzed with RDP5 software. Phylogenetic analyses with both datasets were performed, after removing the recombinant sequences, by the W-IQ-TREE and constructed and edited by the FigTree. A total of 12 recombination events involving 19 WGS were detected. In addition, 27 recombination events involving 49 sequences were observed in the env gene. A high rate of recombinants was observed inter-subtypes (A/B and B/D) and intra-subtypes (A/A). All recombinants were removed from the subsequent phylogenetic analyses. Phylogenies demonstrated 6 distinct main clades, 5 from domestic cats (A, B, C, E, U) and 1 from wild cat sequences (W) in the WGS, as well as in the specific env gene analyses. Most clustered with subtype B sequences. In the WGS analysis, clade B had a prevalence of 65.9% Brazilian sequences (27/41) and 2.4% Japanese sequences (1/41). In the env gene analyses, clade B showed a prevalence of 43.8% of Brazilian sequences (32/73) and 20.5% of USA sequences (15/73). The results of both analyses also confirm the FIV-wide geographical distribution around the world. In the phylogenetic analyses carried out with WGS, sequences from China (1/41; 2.4%), Colombia (1/41; 2.4%) and the USA (1/41; 2.4%) were identified in clade A; sequence from Canada in clade C (1/41; 2.4%); sequence from Botswana belonged to clade E (1/41; 2.4%); sequences from Brazil clustered into clade U (2/41; 5% - data not yet published); and sequences belonging to the clade W were from Canada (1/41; 2.4%) and the USA (5/41; 12.3%). Specific env gene phylogenetic analyses showed sequences from Colombia (1/73; 1.4%), France (2/73; 2.7%), the Netherlands (3/73; 4.1%), Switzerland (2/73; 2.7%), USA (6/73; 8.3%), belonging to clade A; sequence from Canada belonging to clade C (1/73; 1.4%); sequences from Brazil belonging to clade U (2/73; 5% - data not yet published); and sequences belonging to clade W from the USA (6/73; 8.3%). Discussion: The results presented here demonstrate that FIV has a rapid viral evolution due to recombination and mutation events, more specifically in the env gene, which is highly variable. Currently, this retrovirus is classified into 7 subtypes (A, B, C, D, E, F and U-NZenv) according to their high genomic diversity. It also highlighted the importance of in silico sequence and phylogeny studies to demonstrate evolutionary processes. This was the first study to address the WGS FIV diversity with a phylogenetic approach.

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G – 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G – 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Escherichia coli expression and characterization of -amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Abstract Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% -helices, 15% -sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

Resumo A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi

Abstract L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

Resumo A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.(AU)

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.(AU)

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.(AU)

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.(AU)

Escherichia coli expression and characterization of α-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% ß-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L-asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G ­ 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G ­ 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

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.

A genome-wide analysis of the galactinol synthase gene family in banana (Musa acuminata) / Análise genômica da família de genes da galactinol sintase em banana (Musa acuminata)

Galactinol synthase (GolS) is the enzyme that catalyzes the first step of the biosynthesis of the raffinose family oligosaccharides (RFOs), and is involved in many biological processes in plants. In the present study, four putative GolS genes were identified in the Musa acuminate genome. We further characterized these MaGolS genes in terms of protein length, molecular weight, theoretical isoelectric point and 3D protein structure. Genomic organization revealed that most MaGolS genes have four exons. The conserved motifs were identified, demonstrating high group-specificity of all MaGolS proteins. Multiple sequence alignment showed that the APSAA typical domain is present in all GolS proteins. Comparative phylogenetic analysis of the MaGolS proteins revealed three distinct groups. These data provide insight to support new studies a dressing the role of GolS genes in this important fruit species.

A galactinol sintase (GolS) é a enzima que catalisa o primeiro passo da biossíntese dos oligossacarídeos da família da rafinose (OFRs) e está envolvida em muitos processos biológicos nas plantas. No presente estudo, quatro genes GolS foram identificados no genoma de Musa acuminata. Esses genes MaGolS foram caracterizados em termos de comprimento de proteína, peso molecular, ponto isoelétrico teórico e estrutura 3D de proteína. A organização genômica revelou que a maioria dos genes MaGolS possui quatro éxons. Os motivos conservados foram identificados, demonstrando alta especificidade de grupo de todas as proteínas MaGolS. O alinhamento múltiplo das sequências mostrou que o domínio típico de APSAA está presente em todas as proteínas GolS. A análise filogenética comparativa das proteínas MaGolS revelou três grupos distintos. Estes dados fornecem insights para apoiar novos estudos sobre o papel dos genes GolS nesta importante espécie frutífera.

A genome-wide analysis of the galactinol synthase gene family in banana (Musa acuminata) / Análise genômica da família de genes da galactinol sintase em banana (Musa acuminata)

Galactinol synthase (GolS) is the enzyme that catalyzes the first step of the biosynthesis of the raffinose family oligosaccharides (RFOs), and is involved in many biological processes in plants. In the present study, four putative GolS genes were identified in the Musa acuminate genome. We further characterized these MaGolS genes in terms of protein length, molecular weight, theoretical isoelectric point and 3D protein structure. Genomic organization revealed that most MaGolS genes have four exons. The conserved motifs were identified, demonstrating high group-specificity of all MaGolS proteins. Multiple sequence alignment showed that the APSAA typical domain is present in all GolS proteins. Comparative phylogenetic analysis of the MaGolS proteins revealed three distinct groups. These data provide insight to support new studies a dressing the role of GolS genes in this important fruit species.(AU)

A galactinol sintase (GolS) é a enzima que catalisa o primeiro passo da biossíntese dos oligossacarídeos da família da rafinose (OFRs) e está envolvida em muitos processos biológicos nas plantas. No presente estudo, quatro genes GolS foram identificados no genoma de Musa acuminata. Esses genes MaGolS foram caracterizados em termos de comprimento de proteína, peso molecular, ponto isoelétrico teórico e estrutura 3D de proteína. A organização genômica revelou que a maioria dos genes MaGolS possui quatro éxons. Os motivos conservados foram identificados, demonstrando alta especificidade de grupo de todas as proteínas MaGolS. O alinhamento múltiplo das sequências mostrou que o domínio típico de APSAA está presente em todas as proteínas GolS. A análise filogenética comparativa das proteínas MaGolS revelou três grupos distintos. Estes dados fornecem insights para apoiar novos estudos sobre o papel dos genes GolS nesta importante espécie frutífera.(AU)

Prediction of mutations on structure primase of the archaeon Sulfolobus solfataricus / Predição de mutações na estrutura da primase da arquea Sulfolobus solfataricus

All living organisms need a DNA replication mechanism and it has been conserved in the three domains of life throughout evolutionary process. Primase is the enzyme responsible for synthesizing de novo RNA primers in DNA replication. Archaeo-Eukaryotic Primase (AEP) is the superfamily that typically forms a heterodimeric complex containing both a small catalytic subunit (PriS) and a large accessory noncatalytic subunit (PriL). Sulfolobus solfataricus is a model organism for research on the Genetics field. The aim of this work was to evaluate, via Bioinformatics tools, three mutations in the large subunit (PriL) of the archaeon Sulfolobus solfataricus. The aspartic acid residue in the positions (Asp) 62, (Asp) 235, (Asp) 241 have been substituted by glutamic acid (Glu). The highest positive free energy variation of the three substitutions analyzed occurred with the mutation at the (Asp) 241 site. The in silico analysis suggested that these mutations in PriL may destabilize its tridimensional structure interfering with replication mechanisms of Sulfolobus solfataricus. Moreover, it may also alter interactions with other molecules, making salt bridges, for instance.(AU)

Todos os organismos vivos necessitam de um eficiente mecanismo de replicação de DNA. Aolongo da evolução biológica foi observado que esse mecanismo é conservado nos três domínios da vida.Uma enzima importante que participa desse mecanismo é a RNA primase, a qual é responsável pela síntesede novo de iniciadores de RNA na replicação do DNA. Em Arquea-Eucariota, RNA Primase (AEP)tipicamente forma um complexo heterodimérico, que contém uma pequena subunidade catalítica (PriS) euma subunidade maior não catalítica acessória (PriL). Sulfolobus solfataricus é um organismo modelo deArquea para a pesquisa no campo da genética. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de ferramentasde bioinformática, três mutações pontuais na subunidade maior (PriL) de Sulfolobus solfataricus. Nassequências mutantes, os resíduos de ácido aspártico nas posições (Asp) 62, (Asp) 235, (Asp) 241 foramsubstituídos por ácido glutâmico (Glu). A maior variação de energia livre positiva das três mutaçõesanalisadas ocorreu no sítio (Asp) 241. A análise in silico sugeriu que essas mutações em PriL podemdesestabilizar sua estrutura tridimensional, interferindo com os mecanismos de replicação de Sulfolobussolfataricus. Além disso, podem alterar interações com outras moléculas, formando pontes salinas.(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 analysis of binding interaction of conantokins with NMDA receptors for potential therapeutic use in Alzheimer's disease

Background The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are glutamate receptors that play vital roles in central nervous system development and are involved in synaptic plasticity, which is an essential process for learning and memory. The subunit N-methyl D-aspartate receptor subtype 2B (NR2B) is the chief excitatory neurotransmitter receptor in the mammalian brain. Disturbances in the neurotransmission mediated by the NMDA receptor are caused by its overexposure to glutamate neurotransmitter and can be treated by its binding to an antagonist. Among several antagonists, conantokins from cone snails are reported to bind to NMDA receptors. Methods This study was designed to analyze the binding mode of conantokins with NMDA receptors in both humans and rats. To study interactions, dockings were performed using AutoDock 4.2 and their results were further analyzed using various computational tools. Results Detailed analyses revealed that these ligands can bind to active site residues of both receptors as reported in previous studies. Conclusions In light of the present results, we suggest that these conantokins can act as antagonists of those receptors and play an important role in understanding the importance of inhibition of NMDA receptors for treatment of Alzheimer's disease.(AU)

In silico analysis of binding interaction of conantokins with NMDA receptors for potential therapeutic use in Alzheimer's disease

Background The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are glutamate receptors that play vital roles in central nervous system development and are involved in synaptic plasticity, which is an essential process for learning and memory. The subunit N-methyl D-aspartate receptor subtype 2B (NR2B) is the chief excitatory neurotransmitter receptor in the mammalian brain. Disturbances in the neurotransmission mediated by the NMDA receptor are caused by its overexposure to glutamate neurotransmitter and can be treated by its binding to an antagonist. Among several antagonists, conantokins from cone snails are reported to bind to NMDA receptors. Methods This study was designed to analyze the binding mode of conantokins with NMDA receptors in both humans and rats. To study interactions, dockings were performed using AutoDock 4.2 and their results were further analyzed using various computational tools. Results Detailed analyses revealed that these ligands can bind to active site residues of both receptors as reported in previous studies. Conclusions In light of the present results, we suggest that these conantokins can act as antagonists of those receptors and play an important role in understanding the importance of inhibition of NMDA receptors for treatment of Alzheimer's disease.(AU)

In silico analysis of binding interaction of conantokins with NMDA receptors for potential therapeutic use in Alzheimers disease

Abstract Background The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are glutamate receptors that play vital roles in central nervous system development and are involved in synaptic plasticity, which is an essential process for learning and memory. The subunit N-methyl D-aspartate receptor subtype 2B (NR2B) is the chief excitatory neurotransmitter receptor in the mammalian brain. Disturbances in the neurotransmission mediated by the NMDA receptor are caused by its overexposure to glutamate neurotransmitter and can be treated by its binding to an antagonist. Among several antagonists, conantokins from cone snails are reported to bind to NMDA receptors. Methods This study was designed to analyze the binding mode of conantokins with NMDA receptors in both humans and rats. To study interactions, dockings were performed using AutoDock 4.2 and their results were further analyzed using various computational tools. Results Detailed analyses revealed that these ligands can bind to active site residues of both receptors as reported in previous studies. Conclusions In light of the present results, we suggest that these conantokins can act as antagonists of those receptors and play an important role in understanding the importance of inhibition of NMDA receptors for treatment of Alzheimers disease.

DESENVOLVIMENTO DE MARCADORES MOLECULARES ESPECÍFICOS PARA PRODUÇÃO DE LEITE EM BÚFALOS (Bubalus bubalis)

O uso de marcadores moleculares é utilizado no melhoramento genético de bubalinos para verificar genes que estão ligados a características de interesse econômico, e posteriormente auxiliar na seleção de indivíduos superiores com maior produtividade. Assim, objetivou-se identificar e desenvolver marcadores moleculares específicos para genes relacionados com a produção de leite em Bubalus bubalis. Com o programa Panther 16.0 foi efetuado o enriquecimento de função e via através da sequência genômica de B. bubalis para os genes relacionados a qualidade do leite (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA; FABP4; LPL; PPARG; SDC; DGAT1) disponíveis no banco de dados Natinonal Center For Biotechnology Information (NCBI). Com a ferramenta String foi construído uma rede interação proteína-proteína. A identificação e o designer dos primers, foi realizada com a utilização software Primer-Blast, com base no download das sequências no formato FASTA. A validação dos primers foi realizada in silico com a utilização do programa SMS - PCR Primer Stats, para confirmar a ausência de hairpins e dímeros. O BLASTn foi utilizado para verificar o alinhamento, e o programa SMS PCR Products, que procura locais de anelamento perfeito, e em laboratório, utilizando o material genético provenientes do bulbo folicular dos pelos da vassoura da cauda de 46 búfalos, 23 da raça Murrah e 23 da raça Mediterrâneo. O resultado da análise de enriquecimento de função e via dos genes candidatos para a qualidade do leite, demonstrou que eles estão associados com atividades biológicas complexas, incluindo a atividade lipídica, sintetização de lactose, regulação hormonal e atividade lipídica. A rede de interação proteína-proteína demostra que existe uma interconexão entre os genes pesquisados, mas, a principal associação ocorre entre as proteínas do cluster das caseínas. Ao total foram desenvolvidos 100 primers, destes apenas 41 passaram em todos os testes e estão aptos para serem sintetizados. O número de marcadores específicos desenvolvidos para cada gene foi CSN1S1 (7); CSN1S2 (7); CSN2 (4); CSN3(5); LALBA (4); FABP4 (3); LPL (3); PPARG (4); SDC (2); DGAT1 (2). Os demais primers não se mostraram eficientes, sendo que não apresentaram padrões adequados para realização da genotipagem. Logo, pode-se concluir que por meio das análises de bioinformática é possível desenvolver primers eficientes, tanto para a PCR virtual quanto para a PCR em laboratório.

The use of molecular markers is used in the genetic improvement of buffaloes to verify genes that are linked to traits of economic interest, and subsequently assist in the selection of superior individuals with greater productivity. Thus, the objective was to identify and develop specific molecular markers for genes related to milk production in Bubalus bubalis. With the Panther 16.0 program, function and pathway enrichment was carried out through the genomic sequence of B. bubalis for genes related to milk quality (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA; FABP4; LPL; PPARG; SDC; DGAT1) available in the Natinonal Center For Biotechnology Information (NCBI) database. With the String tool, a protein-protein interaction network was built. The identification and design of the primers was performed using Primer-Blast software, based on the download of sequences in FASTA format. The validation of the primers was performed in silico using the SMS - PCR Primer Stats program, to confirm the absence of hairpins and dimers. BLASTn was used to verify alignment, and the SMS PCR Products program, which searches for perfect anneal sites, and in the laboratory, using genetic material from the follicular bulb of the tail broom hairs of 46 buffaloes, 23 Murrah and 23 of the Mediterranean race. The result of the function and pathway enrichment analysis of the candidate genes for milk quality demonstrated that they are associated with complex biological activities, including lipid activity, lactose synthesis, hormonal regulation and lipid activity. The protein-protein interaction network demonstrates that there is an interconnection between the genes studied, but the main association occurs between the proteins in the casein cluster. In total, 100 primers were developed, of which only 41 passed all tests and are ready to be synthesized. The number of specific markers developed for each gene was CSN1S1 (7); CSN1S2 (7); CSN2 (4); CSN3(5); LALBA (4); FABP4 (3); LPL (3); PPARG (4); SDC (2); DGAT1 (2). The other primers were not efficient, and they did not show adequate standards for genotyping. Therefore, it can be concluded that through bioinformatics analysis it is possible to develop efficient primers, both for virtual PCR and for PCR in the laboratory.