Análise da família das proteínas PAM2-like em soja: divergência funcional da subfamília das ERD15-like

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Silva, Lucas Araújo Castro e
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Bioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animal; Mestrado em Bioquímica Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Proteínas - Análises; Soja; Arroz; ERD15; PAM2; Plantas - Estresse hídrico; Proteins - analysis; Soybeans; Rice; Plants - Water stress; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2470

O motivo PAM2 está largamente distribuído em proteínas eucarióticas e foi incialmente identificado como um sítio de ligação a proteínas que se ligam à cauda poli (A) (PABP), que participam do metabolismo de RNA. Apesar da relevância do motivo PAM2, uma análise compreensiva de sua ocorrência em proteínas do reino vegetal ainda não foi conduzida. Nesta investigação, a família das proteínas PAM2-like foi caracterizada filogeneticamente em Arabidopsis, soja e arroz. Um total de 19 sequências PAM2-like foi identificado no genoma de Arabidopsis, enquanto que em soja foram encontrados 31 membros e em arroz 22 membros da família. A família PAM2-like foi subdividida em 7 subfamílias (A-G) baseado na conservação de sequências e na estrutura de motivos característicos. Entre elas, a subfamília ERD15-like, cujo nome foi derivado da proteína ERD15 (Early Responsive to Dehydration 15) de Arabidopsis, identificada originalmente por sua rápida indução em resposta à desidratação, foi caracterizada extensivamente, em relação à sua filogenia, responsividade à seca e função celular. Foi observado em dados de micro arranjo de plantas estressadas que os dois membros da subfamília ERD15-like de Arabidopsis, AtERD15 (AT2G41430) e AtERL15 (AT4G14270), são responsivos à seca. O perfil de resposta ao estresse causado pela seca de 4 dos 6 membros da subfamília de soja também foi avaliado, sendo que o par Glyma14g05980 e Glyma02g42860 progressão do estresse, ao é continuamente induzido com a passo que o par Glyma11g20940 e Glyma04g28560 é inicialmente induzido, mas tem seu nível de expressão reduzido no estresse mais severo, indicando uma possível divergência funcional na subfamília ERD15-like. A superexpressão e supressão do gene AtERD15 foram avaliadas quanto à sensibilidade à ABA e tolerância à seca. Foi observada uma correlação entre o nível de expressão de AtERD15 (AT2G41430) e a capacidade de germinação de sementes na presença do fito hormônio ABA. Contrariamente, uma correlação negativa foi observada entre o nível de transcrito de AtERD15 e o crescimento de raiz em plantas estressadas por PEG, assim como a tolerância a estresse causado pela seca. Os homólogos da soja, GmERD15-like (Glyma02g42860), e de arroz, OsERD15- like (Os07g46670) complementaram parcialmente o fenótipo de suscetibilidade à ABA durante a germinação apresentado por AtERD15, mas ao contrário de AtERD15, promoveram um aumento da tolerância à seca em plantas estressadas. Coletivamente, estes resultados implicam que os membros da família ERD15 divergem funcionalmente. As proteínas AtERD15, GmERD15- like e OsERD15-like são localizadas no citoplasma em condições normais. Entretanto, em resposta a estresse osmótico o perfil de localização das proteínas é modificado, sendo concentradas ao redor do núcleo. A proteína OsERD15-like (Os07g46670) foi translocada para o núcleo em condições de estresse osmótico. Em expressão transiente em folhas de tabaco, todas três proteínas exibiram o mesmo padrão de localização, estando presentes tanto no citoplasma, como no núcleo, com exclusão do nucléolo. Por fim, foi demonstrado que a proteína GmERD15-like (Glyma02g42860) tem a capacidade de ligação aos promotores dos genes CDC2 (Glyma06g17460) e F- Box (Glyma13g43730) e que sua superexpressão de GmERD15-like em protoplastos de soja levou a indução da expressão de ambos, além do gene DNAJ (Glyma14g31810). Tanto CDC2, como DNAJ e F-Box são induzidos por seca. Estes resultados indicam que GmERD15-like controla um conjunto seleto de genes induzidos por estresse hídrico.