Filogenia molecular das enzimas isocitrato liase e malato sintase e sua evolução em Viridiplanta - Almeida, Ricardo Victor Machado de (2014)
O metabolismo vegetal é composto por uma complexa rede de eventos físicos e químicos que resultam na fotossíntese, respiração, e na síntese e degradação de compostos orgânicos. Isto só é possível graças aos diferentes tipos de respostas a inúmeras variações ambientais que um vegetal pode estar sujeito, adquiridas ao longo da evolução, levando também a conquistas de novos ambientes. O ciclo do glioxilato é uma via metabólica localizada nos glioxissomos de plantas, que possui papel único no estabelecimento das plântulas. Considerado como uma variação do ciclo do ácido cítrico esta via utiliza uma molécula de acetil-Coenzima A, oriunda da beta-oxidação de lipídios para sintetizar compostos que são utilizados na síntese de carboidratos. As enzimas Malato sintase (MLS) e Isocitrato liase (ICL) são exclusivas deste ciclo e essenciais na regulação da biossíntese de carboidratos. Devido à ausência das etapas de descarboxilação, como fatores limitantes da velocidade, estudos mais detalhados da filogenia e evolução molecular dessas proteínas permite o esclarecimento dos efeitos da presença desta rota nos processos evolutivos envolvidos em espécies vegetais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a relação entre a evolução molecular das enzimas Isocitrato liase e Malato sintase e sua filogenia, nas plantas verdes (Viridiplantae). Para isso, foram utilizadas sequências de aminoácidos e nucleotídeos dos genes, a partir de repositórios online como o Genbank e Uniprot. As sequências foram alinhadas e, em seguida, submetidos à análise estatística dos modelos de melhor ajuste de substituição. A filogenia foi reconstruída por métodos de distância (Neighbor-joining) e métodos discretos (Máxima Verossimilhança, Máxima Parcimônia e Análise Bayesiana). O reconhecimento de padrões estruturais na evolução das enzimas foi feito por predição e modelagem por homologia das estruturas das sequências das proteínas obtidas. Com base nas análises comparativas entre modelos in silico, das enzimas, e partir dos resultados de inferência filogenética, ambas as enzimas apresentam um padrão de conservação relativamente elevado em sua estrutura e geram topologias condizentes com dois processos de seleção e especialização dos seus respectivos genes. Deste modo, confirmando a relevância em se realizar novos estudos para se elucidar o metabolismo vegetal sob uma perspectiva evolutiva das relações entre os genes e a expressão de suas enzimas