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http://localhost:8080/tede/handle/tede/1627
Tipo do documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Análises in silico da família ABC transporters em feijão comum |
Título(s) alternativo(s): | In silico analysis of ABC transporters family in common beans |
Autor: | Damasceno, Edilene Negreiros |
Primeiro orientador: | Gomes, Maria Fernanda da Costa |
Primeiro membro da banca: | Luz, Gizele de Andrade |
Segundo membro da banca: | Oliveira, Elvia Jéssica da Silva |
Resumo: | O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma leguminosa de importância mundial. Entretanto, seu cultivo é afetado por estresses bióticos e abióticos. As proteínas transmembranas ABC transporters (ATP-binding cassette) desempenham um papel fundamental na resposta de tolerância das plantas a estresses. Apesar disso, pouco é conhecido a respeito dos ABC transporters em feijão comum. Desse modo, objetivou-se a identificação e caracterização in silico dos genes e proteínas PvABC (ABC transporters de P. vulgaris). Para a identificação das proteínas, ABC transporters de Arabidopsis thaliana foram submetidos a um BLASTp (e-value < e-10) no proteoma de P. vulgaris alocado no NCBI. As sequências peptídicas identificadas foram submetidas ao HMMER e no InterProScan para confirmação de domínio. Os pesos moleculares e pontos isoelétricos, além de hélices transmembranas, motivos conservados e localização subcelular, foram preditos nos softwares ExPASy, TMHMM, MEME, DeepLoc e Wolf PSORT, respectivamente. Para a análise filogenética foram utilizados os software MAFFT e IQTree. Os genes PvABC foram caracterizados quanto às estruturas exon-íntron pelo GSDS e a localização cromossomal via TBtools. As sequências promotoras dos genes PvABC foram submetidas ao PlantCARE para prever os elementos cis-regulatórios. No total, foram identificadas 180 proteínas ABC (tamanho entre 72 e 1.945 aa) correspondentes a 164 genes de P. vulgaris. O ponto isoelétrico das proteínas PvABC variou de 5,57 (PvABCI114) a 10,86 (PvABCI162), enquanto o peso molecular oscilou de 7.919,25 (PvABCC134) a 210.122,4 Da (PvABCB58). A predição de hélices transmembranas revelou a presença de 0 a 17 hélices, sendo que a maioria das proteínas PvABC tem 06 hélices transmembranas e foram preditas, principalmente, na membrana plasmática. A análise no MEME revelou 10 motivos conservados na família PvABC, com o motivo 01 sendo o mais conservado estando presente em 157 (87,2%) das proteínas PvABC. A análise filogenética distribuiu as proteínas PvABC em 07 subfamílias, PvABCA (06), PvABCB (32), PvABCC (32), PvABCD (05), PvABCF (07), PvABCG (80) e PvABCI (18). A localização cromossômica revelou 161 genes PvABC distribuídos nos 11 cromossomos de P. vulgaris, com exceção de um gene mitocondrial (PvABCI162) e dois genes (PvABCC163 e PvABCG164) com locus não identificado. O cromossomo 01 teve o maior número de genes mapeados, com 38 genes PvABC. O número de éxons e íntrons variou, respectivamente, entre 1 – 36 e 0 – 35. Identificou-se 112 elementos cis-regulatórios nas regiões promotoras dos 162 genes PvABC, sendo que 49 elementos foram categorizados em três grupos funcionais: elementos responsivos a estresses (07), elementos responsivos a hormônios (12) e elementos responsivos à luz (30). Alguns dos principais elementos cis-regulatórios identificados foram os elementos envolvidos na indução anaeróbica (ARE), ABRE e Box 4. Diversos estudos realizados em outras espécies de plantas revelam uma variedade de funções das proteínas ABC, relacionadas ao desenvolvimento e tolerância a estresses. Portanto, nossos resultados fornecem uma base para pesquisas adicionais sobre a função dos genes PvABC com potencial para aplicação no melhoramento genético de P. vulgaris. |
Abstract: | Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an important legume worldwide. However, its cultivation is affected by biotic and abiotic stresses. Transmembrane proteins ABC transporters (ATP-binding cassette) play a key role plant's tolerance response to stresses. However, little is known about ABC transporters in common bean. Thus, the aim of this study was to identify and characterize in silico the PvABC genes and proteins (ABC transporters of P. vulgaris). For protein identification, ABC transporters of Arabidopsis thaliana were subjected to BLASTp (e-value < e-10) in the P. vulgaris proteome hosted at NCBI. The identified peptide sequences were submitted to HMMER and InterProScan for domain confirmation. Molecular weights and isoelectric points, as well as transmembrane helices, conserved motifs and subcellular localization, were predicted using ExPASy, TMHMM, MEME, DeepLoc and Wolf PSORT software, respectively. MAFFT and IQTree software were used for phylogenetic analysis. PvABC genes were characterized regarding exon-intron structures by GSDS and chromosomal localization by TBtools. The promoter sequences of PvABC genes were submitted to PlantCARE to predict cis-regulatory elements. In total, 180 ABC proteins (size between 72 and 1,945 aa) corresponding to 164 P. vulgaris genes were identified. The isoelectric point of PvABC proteins ranged from 5.57 (PvABCI114) to 10.86 (PvABCI162), while the molecular weight ranged from 7,919.25 (PvABCC134) to 210,122.4 Da (PvABCB58). The prediction of transmembrane helices revealed the presence of 0 to 17 helices, with the majority of PvABC proteins having 06 transmembrane helices and being predicted mainly in the plasma membrane. The MEME analysis revealed 10 conserved motifs in the PvABC family, with motif 01 being the most conserved, being present in 157 (87.2%) of the PvABC proteins. Phylogenetic analysis distributed PvABC proteins into 07 subfamilies, PvABCA (06), PvABCB (32), PvABCC (32), PvABCD (05), PvABCF (07), PvABCG (80) and PvABCI (18). Chromosomal localization revealed 161 PvABC genes distributed in the 11 chromosomes of P. vulgaris, except for one mitochondrial gene (PvABCI162) and two genes (PvABCC163 and PvABCG164) with unidentified locus. Chromosome 01 had the largest number of mapped genes, with 38 PvABC genes. The number of exons and introns ranged from 1 to 36 and 0 to 35, respectively. A total of 112 cis-regulatory elements were identified in the promoter regions of the 162 PvABC genes, and 49 elements were categorized into three functional groups: stress-responsive elements (07), hormone-responsive elements (12), and light-responsive elements (30). Some of the main cis-regulatory elements identified were the elements involved in anaerobic induction (ARE), ABRE, and Box 4. Several studies carried out in other plant species reveal a variety of functions of ABC proteins related to development and stress tolerance. Therefore, our results provide a basis for further research on the function of PvABC genes with potential for application in the genetic improvement of P. vulgaris. |
Palavras-chave: | ATP-binding cassette Melhoramento Vegetal Bioinformática Phaseolus vulgaris |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS GENETICA::GENETICA VEGETAL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Estadual do Piauí |
Sigla da instituição: | UESPI |
Departamento: | Centro de Ensino - Campus do Interior |
Programa: | Licenciatura em Ciências Biológicas |
Citação: | DAMASCENO, Edilene Negreiros. Análises in silico da família ABC transporters em feijão comum. 2025. 60 f. Monografia (Licenciatura em Ciências Biológicas) - Universidade Estadual do Piauí, São Raimundo Nonato, 2025. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://sistemas2.uespi.br/handle/tede/1627 |
Data de defesa: | 2025 |
Aparece nas coleções: | CIES - Licenciatura em Ciências Biológicas (Ariston Dias Lima – SÃO RAIMUNDO NONATO) |
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Monografia Completa | 5,9 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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