Análise de lacases de microrganismos com aplicações em biorremediação usando ferramentas de bioinformática
Data
2022-10-21
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Resumo
The improper disposal and dumping of household waste, industrial waste,
electronic waste, fertilizers, pesticides can elevate environmental concentrations
of contaminants that cause significant impacts on human health and biodiversity.
Given this problem, the development of technologies that assist in the
environmental treatment of sites contaminated by these xenobiotics is of great
importance. An applicable method for environmental remediation is
biodegradation by enzymatic catalysis. Fungal lacases (in particular those of the
genus Trametes) have a great potential for application in the area of wastewater
treatment and bioremediation. Thus, a sequence analysis becomes important for
the determination of lacases from some microorganisms. For this, we used the
1KYA, which represents the code of an active lacase structure from T. versicolor
present in the Protein Data Bank (PDB). This structure is complexed to the ligand
2,5-xylidine, which is derived from commercially used solvents. Through this
analysis, it is possible to understand structural factors important for the enzyme
to detoxify environmentally harmful compounds, such as 2,5-xylidine. The
structures and binding sites were analyzed using the BIOVIA Discovery Studio
Visualizer 2021 program, where we were able to identify the amino acid residues
and bonds that are part of the lacase 1KYA site that interact with 2,5-xylidine. To
identify important structural factors in the sequences of lacases from
microorganisms, a comparison was made in the primary sequence of the active
lacase (1KYA) with a known sequence of the lacase from Trametes versicolor to
determine what would be the degree of homology between them and if all amino
acids that are part of the active site identified. By checking the degree of
homology between different types of lacases from different organisms, it was
possible to identify sequences of 16 microorganisms with a percentage equal to
or greater than 79.56%. In addition, it was possible to identify the amino acid
residues conserved in lacases from different organisms and the residues that
changed among the sequences of this enzyme.
Descrição
O descarte e lançamento inadequado de resíduos, resíduos domésticos,
industriais, lixo eletrônico, fertilizantes, pesticidas podem elevar as
concentrações ambientais de contaminantes que causam impactos significativos
sobre a saúde humana e a biodiversidade. Diante desta problemática, o
desenvolvimento de tecnologias que auxiliam no tratamento ambiental de locais
contaminados por esses xenobióticos é de grande importância. Um método
aplicável para remediação ambiental é a biodegradação por catalise enzimática.
Lacases fúngicas (em especial as do gênero Trametes) possuem um grande
potencial de aplicação na área de tratamento de efluentes e Biorremediação.
Assim, uma análise das sequências torna-se importante para a determinação
das lacases de alguns microrganismos. Para tal, utilizou-se o 1KYA, que
representa o código uma estrutura de lacase ativa de T. versicolor presente no
Protein Data Bank (PDB). Essa estrutura está complexada ao ligante 2,5-xilidina,
o qual deriva solventes comercialmente utilizados. Por meio dessa análise, é
possível entender fatores estruturais importantes para a enzima detoxificar
compostos danosos ao meio ambiente, como a 2,5-xilidina. As estruturas e os
sítios de ligação foram analisados através do programa BIOVIA Discovery Studio
Visualizer 2021, onde foi possível identificar os resíduos de aminoácidos e as
ligações que fazem parte do sitio da lacase 1KYA que interagem com a 2,5-
xilidina. Para identificarmos fatores estruturais importantes nas sequências das
lacases de microrganismos, foi feita uma comparação na sequência primária da
lacase ativa (1KYA) com uma sequência conhecida da lacase de Trametes
versicolor para determinar qual seria o grau de homologia entre elas e se todos
os aminoácidos que fazem parte do sitio ativo identificados. Ao verificar o grau
de homologia entre diferentes tipos de lacases, de diferentes organismos, foi
possível identificar sequências de 16 microrganismos com um percentual igual
ou maior a 79,56%. Além disso, foi possível identificar os resíduos de
aminoácidos conservados em lacases de diferentes organismos e os resíduos
que mudavam dentre as sequências dessa enzima.
Palavras-chave
Enzimas, Biorremediação, Bioinformática
Referência
SILVA, Andrey Giordane Costa. Análise de lacases de microrganismos com aplicações em biorremediação usando ferramentas de bioinformática. 2022. 53f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciências Biológicas) – Unidade Acadêmica de Serra Talhada, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Serra Talhada, 2022.
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