Proteínas Siglecs em genomas de espécies da classe Mammalia, sua distribuição, motivos e relações filogenéticas
Proteínas Siglecs em genomas de espécies da classe Mammalia, sua distribuição, motivos e relações filogenéticas
<alielson.santos@arapiraca.ufal.br>
As Siglecs são proteínas da família das lectinas semelhantes a imunoglobulinas que se ligam ao ácido siálico, são amplamente encontradas nas membranas das células animais e possuem potenciais funções imunorreguladoras. Apesar de muitos estudos funcionais em humanos e organismos modelos sobre essa família, pouco se sabe sobre sua distribuição e evolução em outros mamíferos, principalmente em genomas de eucariotos que apresentam abundante material genético. O objetivo desse estudo é aplicar técnicas de biologia molecular computacional para uma análise ampla das famílias de proteínas Siglecs, buscando uma resolução taxonômica, evolutiva e procurando compreender a distribuição dessas famílias a partir de um conjunto de genomas de espécies representantes da classe Mammalia. Os genomas foram selecionados a partir do banco de dados do GenBank do NCBI (National Center for Biotechnology Information) para posterior investigação por aplicação de perfil de modelo oculto de Markov (HMM). Após isso, os hits positivos obtidos foram submetidos a anotação envolvendo comparação com BLASTP (Basic Local Alignment Search Tool Program– BLAST+ 2.15.0) contra o banco de dados de sequências proteicas não redundantes do GenBank, as proteínas preditas foram atribuídas às suas subfamílias ou classes com base nos mais altos valores de similaridade e valores de E mais significativos. A partir dos dados gerados foi possível definir a distribuição e a diversidade das famílias proteicas nos genomas analisados por análises filogenéticas e análise de características estruturais. Observou-se que as siglecs apresentam distribuição variada entre as ordens Primata, Carnivora e Rodentia, com destaque para a alta frequência de Siglec- 1, Siglec-5 e Siglec-10, além de proteínas complementares como MAG e CD166. A partir dos dados gerados foi possível definir a distribuição e a diversidade das famílias proteicas nos genomas analisados por análises filogenéticas e análise de características estruturais. Observou-se que as siglecs apresentam distribuição variada entre as ordens Primata, Carnivora e Rodentia, com destaque para a alta frequência de Siglec-1, Siglec-5 e Siglec-10. Os resultados confirmam a eficácia das abordagens in silico na identificação e classificação de famílias proteicas e demonstram que a diversidade das Siglecs reflete adaptações evolutivas específicas à ecologia e imunobiologia de cada grupo de mamíferos. Esses resultados ampliam o entendimento sobre a evolução das Siglecs em mamíferos, revelando padrões de duplicação e perda gênica associados a adaptações imunológicas, e fornecem subsídios para investigações em imunologia comparada e aplicações biomédicas.
The Siglecs are proteins belonging to the family of immunoglobulin-like lectins that bind to sialic acid. They are widely found on the membranes of animal cells and have potential immunoregulatory functions. Although there are many functional studies on this family in humans and model organisms, little is known about their distribution and evolution in other mammals, especially in eukaryotic genomes with abundant genetic material.The aim of this study is to apply computational molecular biology techniques for a comprehensive analysis of the Siglec protein families, seeking a taxonomic and evolutionary resolution and aiming to understand the distribution of these families based on a set of representative genomes from the class Mammalia. The genomes were selected from the GenBank database of the NCBI (National Center for Biotechnology Information) for subsequent investigation through the application of a Hidden Markov Model (HMM) profile.Afterward, the positive hits obtained were annotated through comparison using BLASTP (Basic Local Alignment Search Tool Program – BLAST+ 2.15.0) against the non-redundant protein sequence database from GenBank. The predicted proteins were assigned to their respective subfamilies or classes based on the highest similarity scores and most significant E-values.From the generated data, it was possible to define the distribution and diversity of the protein families in the analyzed genomes through phylogenetic analyses and structural characterization. It was observed that Siglecs show varied distribution among the orders Primates, Carnivora, and Rodentia, with a notable frequency of Siglec-1, Siglec-5, and Siglec-10, as well as complementary proteins such as MAG and CD166.The results confirm the effectiveness of in silico approaches for the identification and classification of protein families and demonstrate that the diversity of Siglecs reflects specific evolutionary adaptations to the ecology and immunobiology of each mammalian group. These findings expand the understanding of Siglec evolution in mammals, revealing patterns of gene duplication and loss associated with immunological adaptations and providing valuable insights for future studies in comparative immunology and biomedical applications.
Dr. Jacobina, Uedson Pereira .
Mamíferos.
Bioinformática.
Evolução molecular.