Estrutura e função: evolução da proteína Glutationa S - Transferase D1 nas espécies do cluster Drosophila buzzatii (grupo Drosophila repleta)

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Adriano Silva dos Santos
• Orientador(a): Maura Helena Manfrin
• Banca de defesa: Marcia Maria Gentile Bitondi, Fernando de Faria Franco, Lilian Madi Ravazzi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Ciências Biológicas (Genética)
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.17.2019.tde-19022019-105826

O cluster Drosophila buzzatii (grupo D. repleta) é constituído por sete espécies crípticas, com desenvolvimento larval ocorrendo exclusivamente em tecidos de cactos em decomposição. Os cactos são constituídos por diversos compostos químicos, que incluem substâncias tóxicas (alcaloides, esteroides e fenóis) para insetos. Nas espécies cactofílicas Drosophila mojavensis e D. buzzatii, o gene GSTD1, da família Glutationa S- transferases, é superexpresso em larvas submetidas a substratos tóxicos. GSTD1 é indicado com função de desintoxicação, sendo importante alvo de seleção e necessário no processo de adaptação em espécies de Drosophila. No presente trabalho, foram isoladas regiões codificadoras completas do gene GSTD1 das sete espécies do cluster D. buzzatii com o objetivo de entender a evolução nas sequências de DNA e nos fenótipos (proteínas), com análise da estrutura e função da proteína GSTD1, no processo de desintoxicação, entre as espécies do cluster. Foram sequenciados 630 pb do gene GSTD1 para cada espécie e a estrutura primária da proteína, composta por 209 resíduos de aminoácidos, foi inferida \"In silico\". Nas inferências filogenéticas Bayesiana com o gene GSTD1, é indicado monofilietismo do cluster, com formação do primeiro aglomerado para D. buzzatii e D. koepferae, o segundo composto por D. antonietae e D. serido e, por último, um agrupamento entre D. gouveai, D. borborema e D. seriema. Sinais de seleção positiva nas sequências de DNA resultam em alterações nos resíduos de aminoácidos nas posições 39, 133, 136 e 209, com mudanças na estrutura química da proteína GSTD1, entre as espécies do cluster. Foram obtidos sete modelos da proteína GSTD1, realizada com modelagem por homologia, uma para cada espécie do cluster D. buzzatii. No docking molecular, entre as proteínas GSTD1 com o ligante mescalina, foi observado que as proteínas de D. seriema, D. gouveai e D. koepferae apresentaram melhores interações químicas com o ligante e menor gasto energético. O ligante mescalina foi posicionado entre duas regiões GSH (glutationa redutase) em D. seriema, D. gouveai e D. koepferae. A evolução do gene GSTD1 entre as espécies do cluster D. buzzatii envolve sinais de seleção positiva em sequências de DNA com mudanças químicas em resíduos de aminoácidos no sítios-G e na estrutura interna da proteína GSTD1, bem como a capacidade do sítio de ligação GSH reconhecer o composto alcaloide.