Análisis de la virulencia de proteínas multifuncionales mediante bioinformática

Abstract

Las proteínas moonlighting o multifuncionales son aquellas capaces de realizar más de una función. Un 25% de las proteínas moonlighting descritas están implicadas en la virulencia de patógenos. Sin embargo, actualmente no se ha determinado la existencia de motifs o patrones comunes entre estas proteínas que puedan relacionarse con su papel en la virulencia. Por ello, el objetivo principal de este trabajo ha sido analizar bioinformáticamente las proteínas moonlighting implicadas en virulencia. Concretamente, la metodología empleada ha consistido en la búsqueda de motifs comunes, en el análisis de los partners de unión de estas proteínas y en el estudio de las regiones de las mismas implicadas en la interacción con el plasminógeno. Uno de los resultados obtenidos ha sido un listado de 240 proteínas moonlighting implicadas en virulencia, compuesto fundamentalmente por enzimas del metabolismo primario de diversos tipos de microorganismos y con la función moonlighting mayoritaria de unión a proteínas del huésped. También se han obtenido motifs comunes en algunas de estas proteínas de microorganismos patógenos, un programa para la búsqueda de los mismos, un análisis de la localización de estos en cada secuencia proteica y un listado de aminoácidos implicados en la interacción de ciertas proteínas moonlighting con el plasminógeno. Con este trabajo se puede concluir que algunas enolasas y GAPDH multifuncionales presentan motifs comunes, en algunos casos cercanos o involucrados en las zonas de interacción de estas proteínas con el plasminógeno. Además, gran parte de estas proteínas moonlighting suele interaccionar con los mismos residuos del plasminógeno.

Moonlighting or multifunctional proteins are able to execute more than one function. Nearly 25% of the moonlighting proteins described in databases are involved in the virulence of pathogens. However, the existence of common motifs or patterns among these virulence-related proteins has not been determined yet. Therefore, the main goal of this project has been to analyze bioinformatically the moonlighting proteins involved in virulence. Specifically, the methodology of this work consisted in searching common motifs, analyzing binding partners of these proteins and studying regions involved in the interaction with plasminogen. One of the main results has been a list of 240 moonlighting proteins related to virulence, mostly enzymes from the primary metabolism of several microorganisms which main moonlighting function is binding to host proteins. The results also include common motifs in some of these proteins, a program to search them, an analysis of the location of these in each protein sequence and a list of amino acids involved in the interaction of certain moonlighting proteins with plasminogen. To summarize, the results of this work suggest that some enolases and multifunctional GAPDH have common motifs, sometimes close to or involved in the areas of interaction between these proteins and plasminogen. In addition, some of these moonlighting proteins usually interact with the same plasminogen residues.

Les proteïnes moonlighting o multifuncionals són aquelles capaces de realitzar més d'una funció. Un 25% de les proteïnes moonlighting descrites estan implicades en la virulència de patògens. Actualment, però, no s'ha determinat l'existència de motifs o patrons comuns entre aquests, proteïnes que puguin relacionar-se amb el seu paper en la virulència. Per això, l'objectiu principal d'aquest treball ha estat analitzar bioinformàticament les proteïnes moonlighting implicades en virulència. Concretament, la metodologia emprada ha consistit en la recerca de motifs comuns, en l'anàlisi dels partners d'unió d'aquestes proteïnes i en l'estudi de les regions de les mateixes implicades en la interacció amb el plasminogen. Un dels resultats obtinguts ha estat un llistat de 240 proteïnes moonlighting implicades en virulència, compost fonamentalment per enzims del metabolisme primari de diversos tipus de microorganismes i amb la funció moonlighting majoritària d'unió a proteïnes de l'hoste. També s'han obtingut motifs comuns en algunes d'aquestes proteïnes de microorganismes patògens, un programa per a la recerca dels mateixos, una anàlisi de la localització d'aquests en cada seqüència proteica i un llistat d'aminoàcids implicats en la interacció de certes proteïnes moonlighting amb el plasminogen. Amb aquest treball es pot concloure que algunes enolasas i GAPDH multifuncionals presenten motifs comuns, en alguns casos propers o involucrats en les zones d'interacció d'aquestes proteïnes amb el plasminogen. A més, gran part d'aquestes proteïnes moonlighting sol interaccionar amb els mateixos residus del plasminogen.