Análise filogenética do sistema de dois componentes NtrY/NtrX em bactérias

Abstract

Resumo: As bactérias conseguem viver e se adaptar em diferentes tipos de ambientes; essa característica é essencial para o sucesso da espécie. O mecanismo capaz de perceber e responder os mais diferentes estímulos do meio é o sistema regulador de dois componentes. Esse sistema é composto por duas proteínas, uma HK- histidina kinase que recebe o estimulo do meio e gera uma resposta celular numa segunda proteína chamada de RR- Resposta reguladora. Um exemplo de sistema de dois componentes é o NtrYX, que está amplamente distribuído nas Proteobacterias e que executa as mais variáveis funções. Ao analisarmos os domínios proteicos das proteínas de RR NtrX, ficam evidentes as diferenças entre os táxons: Alpha- Proteobacterias apresentam o domínio AAA+, porém sem o motivo GAFTGA; Já as Beta-Proteobacterias não apresentam o domínio AAA+como a Herbaspirillum seropedicae ou esse domínio já não tem o mesmo formato que a das Alpha, como na Neisseria gonorrhoeae. Neste trabalho, investigamos com mais detalhes essas diferenças entre os grupos; capturamos o maior número de homólogos possível para o sistema NtrYX; e as relações filogenéticas presentes nesses organismos, a fim de melhor entender o processo de evolução desse sistema. A proteína HK NtrY também foi analisada, para melhor compreender se existem diferenças relevantes em sua estrutura quando comparado entre os organismos. Palavras-chave: Bioinformática. Sistema de dois componentes. NtrY/X. Evolução. Filogenia.

Abstract: The bacteria can live and adapt to a wide range of ecosystems; this characteristic is essential to the success of the species. The mechanism capable of sensing and respond to the variety of stimulus is the Two- component regular system. Two proteins compose this system, one HK-histidine kinase that sense of chance in the extracellular ambience and generates one intracellular response in a second protein RR-Response regulator. One example of two-component regular system is the two- component NtrY/X, which is vastly distributed between the Proteobacteria and execute several functions. When we analyze with more attention the domain in the protein RR NtrX, its evident the differences within the taxon: Alpha-Proteobacteria have the domain AAA+ without the GAFTGA motif,essential to sigma-54 interaction. However, for the Beta-Proteobacteria like Herbaspirillum seropedicae this domain is completely absent or as for the Neisseria gonorrhoeae this AAA+ doesn't have the same format as for theAlpha. In this work, we investigate with details these differences; we search for the number of homologous sequences for the NtrYX system; and the phylogenetic relationships in these so variable group. The NtrY HK protein was also analyzed, to better understand if they present noticeable differences in the protein domain structure when compared to other bacteria. Key words: Bioinformatics, Two-component regular system, NtrYX, evolution, phylogenetics.